Численное моделирование пробивания многослойной прозрачной брони

Показано, что основными причинами разрушения многослойного стеклопакета в процессе проникания в него высокоскоростного ударника являются высокие напряжения в зоне воздействия ударника и растягивающие напряжения, возникающие при изгибе слоев стекла на границах раздела. Интенсивное разрушение слоев стекла (кроме лицевого) начинается не от границы раздела с предыдущим слоем, а от границы раздела с последующим слоем в зоне действия растягивающих напряжений, возникающих из-за изгиба рассматриваемого слоя, и распространяется навстречу ударному воздействию. Малопрочный клеевой слой между слоями стекла задерживает и даже останавливает распространение волны разрушения из предыдущего слоя стекла в последующий. Анализ кривых торможения ударников в стеклопакетах одинаковой суммарной толщины показал, что более жесткое торможение ударник испытывает в моноблочной преграде и в преградах, состоящих из меньшего числа слоев

Литература

[1] Кобылкин И.Ф., Селиванов В.В. Материалы и структуры легкой бронезащиты. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014.

[2] Crouch I.G., ed. The science of armour materials. Woodhead Publ., Elsevier, 2017.

[3] Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М., Наука, 1974.

[4] Никифоровский В.С., Шемякин Е.И. Динамическое разрушение твердых тел. Новосибирск, Наука, 1979.

[5] Grujicic М., Bell W.C., Pandurangan B. Design and material selection guidelines and strategies for transparent armor systems. Mater. Des., 2012, vol. 34, pp. 808--819. DOI: 10.1016/j.matdes.2011.07.007

[6] Bless S.J., Chen T., Russell R. Impact on glass laminates. Proc. 23rd Int. Symp. Ballistics, 2007, pp. 873--881.

[7] Strassburger E., Patel P., McCauley J.W., et al. Wave propagation and impact damage in transparent laminates. Proc. 23rd Int. Symp. Ballistics, 2007, pp. 1381--1391.

[8] Johnson G.R., Holmquist T.J. An improved computational constitutive model for brittle materials. In: High pressure science and technology. AIP Press, 1993.

[9] Johnson G.R., Holmquist T.J. A computational constitutive model for glass subjected to large strains, high strain rates and high pressures. J. Appl. Mech., 2011, vol. 78, no. 5, art. 051003. DOI: 10.1115/1.4004326

[10] ANSYS Autodyn tutorial manual. Version 12. SAS IP, 2009.

[11] Anderson J., Holmquist T. Application of a computational glass model to compute propagation of failure from ballistic impact of borosilicate glass targets. Int. J. Impact Eng., 2013, vol. 56, pp. 2--11. DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2012.06.002

[12] Templeton D.W., Holmquist T.J. A computational study of ballistic transparencies. WIT Trans Modelling Simul., 2005, vol. 40, pp. 1--9

[13] Strassburger E., Bauer S., Popko G. Damage visualization and deformation measurement in glass laminates during projectile penetration. Defence Technol., 2014, vol. 10, no. 2, pp. 226--238. DOI: 10.1016/j.dt.2014.05.008

[14] Fountzoulas C.G., Cheeseman B.A., Dehmer P.G., et al. Computational study of laminat transparent armor impacted by FSP. Proc. 23rd Int. Symp. Ballistics, 2007, pp. 873--881.

[15] Johnson G.R., Cook W.H. A constitutive model and data for metals subjected to large strains, high strain rates and high temperatures. Proc. 7th Int. Symp. Ballistics, 1983, pp. 541--547.