Model wnikania pocisków uderzeniowych w metalowe przeszkody. Część 2. Wnikanie prętów odkształcalnych w odkształcalne przeszkody

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Model wnikania pocisków uderzeniowych w metalowe przeszkody. Część 2. Wnikanie prętów odkształcalnych w odkształcalne przeszkody"

Alojzy Świderski
7 lat temu
Przeglądów:

1 PROBLEMY MECHATRONIKI. UZBROJENIE LOTNICTO INśYNIERIA BEZPIECZEŃSTA ISSN (3) Model wnikania pocisków derzeniowych w etalowe przeszkody. Część. nikanie prętów odkształcalnych w odkształcalne przeszkody Stanisław TORECKI Instytt Techniki Uzbrojenia ydział Mechatroniki i Lotnictwa ojskowa Akadeia Techniczna l. Gen. S. Kaliskiego arszawa Streszczenie. ykorzystjąc przyjętą w pracy [] ogólną koncepcję odel działania pocisków derzeniowych przedstawiono sposób rozwiązania proble w odniesieni do wnikania pocisków (prętów) odkształcalnych w odkształcalne przeszkody. Otrzyane wyniki pokazją podstawowe prawidłowości proces wnikania oraz zaleŝność efektów końcowych od prędkości derzenia i właściwości zderzających się eleentów. Niektóre wyniki zilstrowano wybranyi przykładai. Słowa klczowe: echanika balistyka końcowa pociski przeciwpancerne wnikanie pocisków.. STĘP Praca jest kontynacją części pierwszej [] w której przedstawiono ogólną koncepcję przyjętego odel wnikania oraz rozwiązania przypadków gdy jeden z eleentów biorących dział w zderzeni (pocisk lb przeszkoda) jest ciałe nieodkształcalny. rzeczywistości natoiast zarówno derzana przeszkoda jak i derzający w nią pręt (pocisk) wykonane są z ateriałów (etali) odkształcalnych o skończonej wytrzyałości.

2 40 S. Torecki taki przypadk po derzeni jednocześnie odkształcane są derzane przeszkody i derzające w nie pociski (pręty) co a istotny wpływ na efekty końcowe działania pocisków derzeniowych. niniejszy artykle pokazano oŝliwość rozwiązania proble wnikania etalowych pocisków (prętów) odkształcalnych w etalowe przeszkody odkształcalne. odniesieni do tej części obowiązje przedstawiony w pnkcie [] scheat przyjętego odel fizycznego wnikania a podstawą odel ateatycznego są równania energii pęd i asy sforłowane w pnkcie 3 []. Zachowane zostaną równieŝ przyjęte w pracy [] oznaczenia wielkości występjących w równaniach.. RÓNANIA PROBLEMU pracy [] sforłowane zostały podstawowe równania proble w postaci: ν M d dm ( d d ) d () M d d dm dl d dt ν d () s s ν (3) s s yraŝają one (w kolejności) bilans energii pęd i asy. PowyŜsze równania podstawowe zpełniono równością prac statycznych (4) d d wynikającą z adaptacji zasady oŝliwych przeieszczeń []. 3. ROZIĄZANIE rozpatrywany przypadk dl d d d dm d dt

3 Model wnikania pocisków derzeniowych w etalowe przeszkody. Część... 4 Z porównania równań () i () otrzyay zate (5) gdzie d d. Natoiast z równania (4) wynika Ŝe stosnki d d d d d d oraz () dla danego zestaw pocisk przeszkoda są wielkościai stałyi. Biorąc powyŝsze pod wagę opis proble oŝey sprowadzić do postaci ( ) B d d d d (7) gdzie oznaczono: ( ). B A A M M M p p p Alternatywny zapis lewej strony równania (7) pokazje oŝliwość niezaleŝnego całkowania w odniesieni do skracania pocisk ( ) i drąŝenia krater ( ) oraz efekt sarycznego ( ).

4 4 S. Torecki wynik całkowania (7) z względnienie warnk początkowego otrzyay bezpośrednio A ( ) ln ln ( ) ln B C ln B 0 (8) gdzie oraz po przekształceniach C B C B (9a) B (9b) (9c) Efekte końcowy wnikania będą wartości ax ax i ax otrzyane po podstawieni 0 do (9). szczególności po zakończen proces wnikania w wydrąŝony kanale przeszkody o głębokości L s ax Lp ax s powstanie część pocisk (pręta) o asie ( ) (0) M in M p ax ()

5 Model wnikania pocisków derzeniowych w etalowe przeszkody. Część gdzie B ax ax ax Przy nieskończenie dŝej prędkości derzenia ( ) cały pocisk zostałby zŝyty ( M p ) a głębokość wydrąŝonego wówczas krater osiągnęłaby wartość graniczną L gr L p s s C () Pole s przekroj poprzecznego krater drąŝonego w przeszkodzie oŝna wyznaczyć z równania (3) które napiszey w postaci bezwyiarowej gdzie oznaczono: Biorąc pod wagę to Ŝe s s s s. s dl dl dl d s dl d s dl dt dt dt otrzyay gdzie s s s. (3) Podstawienie tak określonych i do (3) daje równanie kwadratowe gdzie oznaczono c s b s c 0 ( ) b ( c) ( c).

6 44 S. Torecki Stąd dla c > 0 s s 05 b 4c b (4) s Na przykład dla pocisk i przeszkody wykonanych z jednakowych ateriałów otrzyay s Oznacza to Ŝe średnica krater będzie t nieco niejsza niŝ w przypadk wnikania pocisków nieodkształcalnych dla których w pracy [] otrzyano s OCENA PORÓNACZA SKUTECZNOŚCI NIKANIA 4.. Przediot analizy Jako iarę skteczności wnikania przyjęto aksyalną głębokość krater L ax wydrąŝonego w przeszkodzie po derzeni w nią pocisk (pręta) z prędkością. Zgodnie z wynikai otrzyanyi w pnkcie 3 oŝey napisać gdzie L c L ax B Lgr (5) Lp A ax L gr L gr s L p A ; B ; 0 5 C ( )B s 05 b 4c b c ( ) b ( c) ( c)

7 Model wnikania pocisków derzeniowych w etalowe przeszkody. Część PoniŜej na wybranych przykładach pokazane zostaną wykresy zaleŝności L ax efektywności wnikania L ax od prędkości derzenia L p w odniesieni do pocisków i przeszkód wykonanych z ateriałów o jednakowych oraz róŝnych właściwościach. 4.. Przykład. Pociski i przeszkody wykonane z jednakowych ateriałów odniesieni do wnikania pocisk wykonanego z takiego saego ateriał jak derzana przez niego przeszkoda będzie oraz. i wówczas otrzyay s B 07 C 007 A. ykresy zaleŝności głębokości względnej (odniesionej do dłgości pocisk) krater L ax od prędkości derzenia dla wybranych wartości przedstawiono na wykresach na rysnk. L ax Rys.. ZaleŜność L ax ( ) Fig.. Dependence L ax ( ) dla pocisków i przeszkód wykonanych z jednakowych ateriałów ; for projectiles and barriers ade of the sae aterials ;

8 4 S. Torecki ykresy te pokazją Ŝe w rozpatrywany przypadk przy jednostkowych prędkościach derzenia < głębokości drąŝonych kraterów L ax są proporcjonalne do dłgości pocisków L p oraz zwiększają się ze wzroste gęstości ateriałów pocisk i przeszkody a zniejszają się gdy większa jest ich wytrzyałość. Jedynie przy bardzo dŝych prędkościach derzenia ( ) wszystkie wykresy (niezaleŝnie od ateriałów) będą dąŝyły do wspólnej asyptoty L 0 573L. gr 4.3. Przykład. Pociski i przeszkody wykonane z róŝnych ateriałów p Rozpatrywane t przypadki dobierano tak aby wartości gęstości lb wytrzyałości ateriałów pocisków i przeszkód były wielokrotnością dwóch. Na rysnk pokazano wyniki odnoszące się do kobinacji danych wyszczególnionych w tabeli. L ax Rys.. ybrane wykresy zaleŝności L ax ( ) dla pocisków i przeszkód wykonanych z róŝnych ateriałów ( 05 ; 05 ) krzywe odpowiadające zianie spowodowane zianą gęstości (asy) pocisków wystrzeliwanych z dział; przypadek odniesieniowy ( Fig.. Selected charts for relationship L ax ( ) J/kg) for projectiles and barriers ade of different aterials ( 05 ; 05 ) cres for change de to the change in density (weight) of shooting projectiles; relating case ( J/kg)

9 Model wnikania pocisków derzeniowych w etalowe przeszkody. Część Tabela. Zestawienie danych dla przykład Table. Sary data for the case No [ J/kg] odniesieni do przypadków liniai przerywanyi pokazano efekt związany ze zniejszenie lb zwiększenie prędkości pocisków wystrzeliwanych z dział spowodowany dwkrotną zianą ich asy [3]. Natoiast linią pogrbioną zaznaczono przypadek [J/kg] pokazany na rysnk. 5. UAGA KOŃCOA Jedną z istotnych zalet prezentowanego odel jest zaleŝnienie efektów wnikania od jednej tylko nie do końca sprecyzowanej (co do wartości) stałej ateriałowej definiowanej jako stosnek napręŝeń w ateriałach pocisk i przeszkody do gęstości tych ateriałów. O ty jaki wskaźnik wytrzyałościowy naleŝałoby t przyjować ogą ewentalnie zdecydować odpowiednio kiernkowane eksperyenty lb inne (wykraczające poza ray pracy) przesłanki teoretyczne. LITERATURA [] Torecki S. Model wnikania pocisków derzeniowych w etalowe przeszkody. Część. Koncepcja odel i przypadki szczególne Probley echatroniki. Uzbrojenie lotnictwo inŝynieria bezpieczeństwa nr 3(9) 0 s arszawa 0. [] Dinnik A.N. Sprawocznik po tiechniczeskoj iechanikie Moskwa Leningrad 949. [3] Torecki S. Balistyka wewnętrzna AT arszawa 980.

10 48 S. Torecki Model of Penetration of the Ipact Projectiles in Metal Barriers Part. Penetration of Deforable Rods in Deforable Barriers Stanisław TORECKI Abstract. Using the adopted in [] general concept odel of ipact projectile action it is shown how to sole the proble in relation to the penetration of deforable projectiles (rods) in a deforable barrier. The obtained reslts show the basic reglarity of process of penetration and the dependence of final effects on the speed of ipact and properties of interacting eleents. Soe reslts are illstrated by selected exaples. Keywords: echanics terinal ballistics anti-tank ipact projectiles penetration

Podobne dokumenty

ĆWICZENIE 1. (8.10) Rozciąganie statycznie wyznaczalne, pręty o skokowo zmiennym przekroju, kratownice, Obciążenia termiczne.

ĆWICZENIE 1. (8.10) Rozciąganie statycznie wyznaczalne, pręty o skokowo zmiennym przekroju, kratownice, Obciążenia termiczne. ĆWICZENIE 1 (8.10) Rozciąganie statycznie wyznaczalne, pręty o skokowo zienny przekroj, kratownice, Obciążenia tericzne. Rozciąganie - przykłady statycznie wyznaczalne Zadanie Zadanie jest zaprojektowanie