تحلیل عددی و تجربی نفوذ گلوله زرهی در اهداف فولادی فوق مستحکم

در این مقاله به بررسی نفوذ گلوله کالیبر 5/14میلی متری در ورق‌های فولادی فوق مستحکم هارداکس 450 و هارداکس 500 با ضخامت 30 میلی‌متر پرداخته می‌شود. با توجه به پیچیدگی پدیده برخورد، به منظور شبیه‌سازی دقیق فرآیند و بیان رفتار دقیق مکانیکی مواد از مدل پلاستیسیته و شکست جانسون-کوک و معادله حالت مای-گرونایزن استفاده شده است. برای تایید صحت شبیه‌سازی های انجام شده، اندازه‌گیری تجربی بر روی ورق‌های فولادی انجام شد و مطابقت خوبی با نتایج اجزاء محدود مشاهده گردید. با توجه به شرایط تعیین شده در استاندارد، هارداکس500 با ضخامت 30 میلی‌متر با ضریب اطمینان بالایی در برابر نفوذ کامل گلوله با سرعت اولیه m/s911 مقاومت می‌کند به طوری که در بدترین شرایط یعنی زاویه برخورد 90 بیشترین عمق نفوذ به 15میلی‌متر می‌رسد. در مقابل در شرایط یکسان گلوله به طور کامل در هارداکس 450 نفوذ خواهد کرد. نتایج شبیه‌سازی‌های اجزاء محدود برای هر دو جنس با زوایای برخورد از 30 تا 90 درجه نشان داد با کاهش زاویه برخورد علاوه بر کاهش میزان نفوذ، نحوه بازگشت گلوله نیز در زاویه مشخصی تغییر خواهدکرد به طوری که برای هارداکس 450 این زاویه برابر با 40 درجه و برای هارداکس 500 برابر با 60 درجه بدست آمد. با تکرار شبیه‌سازی‌ها در سرعت‌های مختلف در محدوده m/s 1200-200 برای هر دو جنس حد بالستیک آنها محاسبه شد و حد بالستیک برای هارداکس 500 برابر با m/s 1200 و برای هارداکس 450 حدود m/s 900 بدست آمد.