Análisis de Respuesta Dinámica de la Penetración de Proyectiles en un Objetivo Basado en un Método de Acoplamiento Adaptativo FE-SPH
Autores: He, Tianyi; Wu, Weidong; Zhu, Yuan; Jiang, Yaqin; Mei, Yong; Lv, Yuzheng; Shao, Jianli; Sun, Yunhou
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Penetración
Proyectiles
Objetivos
Simulaciones
Método de Elementos Finitos
Cerámica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
La penetración de proyectiles en objetivos tiene un amplio trasfondo en la ingeniería. En este trabajo, se realizan simulaciones numéricas del problema de penetración proyectil-objetivo utilizando el Método de Elementos Finitos (FEM), la Hidrodinámica de Partículas Suavizadas (SPH) y el Método de Acoplamiento Adaptativo de Elementos Finitos-Hidrodinámica de Partículas Suavizadas (FE-SPH ACM) basado en el paquete de software LS-DYNA. Primero, se simulan los experimentos de penetración utilizando objetivos de aluminio y objetivos de cerámica. Los resultados experimentales y de simulación muestran que el FE-SPH ACM tiene una mejor precisión en el cálculo de la velocidad de la cabeza de la nube de escombros y la velocidad de la interfaz, con un error de no más del 4%. Además, utilizamos el FE-SPH ACM para investigar el rendimiento anti-penetración de objetivos compuestos de aluminio/cerámica en diferentes combinaciones. Encontramos que una disposición razonable puede mejorar el rendimiento protector del objetivo multicapa, especialmente las placas de objetivo compuestas con cerámica como la capa frontal. Además, las velocidades límites balísticas para las proporciones de cerámica-aluminio de 3/7, 5/5 y 7/3 son aproximadamente 1300 m/s, 1400 m/s y 1500 m/s, respectivamente. Obviamente, aumentar la proporción de materiales cerámicos puede mejorar el rendimiento anti-penetración.
Descripción
La penetración de proyectiles en objetivos tiene un amplio trasfondo en la ingeniería. En este trabajo, se realizan simulaciones numéricas del problema de penetración proyectil-objetivo utilizando el Método de Elementos Finitos (FEM), la Hidrodinámica de Partículas Suavizadas (SPH) y el Método de Acoplamiento Adaptativo de Elementos Finitos-Hidrodinámica de Partículas Suavizadas (FE-SPH ACM) basado en el paquete de software LS-DYNA. Primero, se simulan los experimentos de penetración utilizando objetivos de aluminio y objetivos de cerámica. Los resultados experimentales y de simulación muestran que el FE-SPH ACM tiene una mejor precisión en el cálculo de la velocidad de la cabeza de la nube de escombros y la velocidad de la interfaz, con un error de no más del 4%. Además, utilizamos el FE-SPH ACM para investigar el rendimiento anti-penetración de objetivos compuestos de aluminio/cerámica en diferentes combinaciones. Encontramos que una disposición razonable puede mejorar el rendimiento protector del objetivo multicapa, especialmente las placas de objetivo compuestas con cerámica como la capa frontal. Además, las velocidades límites balísticas para las proporciones de cerámica-aluminio de 3/7, 5/5 y 7/3 son aproximadamente 1300 m/s, 1400 m/s y 1500 m/s, respectivamente. Obviamente, aumentar la proporción de materiales cerámicos puede mejorar el rendimiento anti-penetración.