التحقيق في مقاومة التأثير الديناميكي للدرع المركب على شكل قرص العسل

الباحث

وعد عدنان خلف

المشرف

محسن نوري حمزة

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الميكانيكية / الهندسة الميكانيكية

الشهادة

دكتوراه

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Honeycomb composite armor;Dynamic impact;Ballistic resistance;Composite materials

يجب تغيير هياكل الدروع الواقية Gall بشكل أساسي لمقاومة التهديدات الباليستية نتيجة لتطور الأسلحة الباليستية؛ ونتيجة cll أصبحت هذه الهياكل معقدة aly تتمكن من الجمع بين الوزن الخفيف والتكلفة المنخفضة والحماية الكبيرة. ونتيجة celal يتمثل التحدي في إيجاد توازن مناسب بين كل هذه العوامل مع تقليل مخاطر الإصابات غير الحادة خلف الدروع والضريات المتعددة. تعتبر الألواح المركبة العازلة الهجينة محل اهتمام كبير بسبب خصائصها المتأصلة، مثل الصلابة العالية وامتصاص الطاقة العالي. تعتبر ألواح الساندوتش بائل المركبة الهجينة من أهم الألواح المستخدمة في التطبيقات الفضائية والبحرية والصناعية وتسليح الهياكل المختلفة لما لها من فوائد استخدام مثل هذه الهياكل مثل خفة الوزن مع القوة الجيدة حيث تتمتع بصفات كبيرة تؤهلها لأن تكون في الاختيار الأول للاستخدام في المركبات المدرعة أو الدروع الواقية للبدن. في الواقع، تتمتع أنظمة الساندويتش الهجينة بتوازن كبير بين الحماية والوزن، ويالتالي فهي تمثل مصدرًا أصليًا للأفكار الملهمة. cll ومن أجل تطوير المقاومة الباليستية والجمع بين التكلفة المنخفضة والحماية العالية، خلقت الدراسة تصميمًا جديدًا لبناء الدروع المركبة الهجينة من خلال استخدام الأنظمة الهيكلية للألواح العازلة والشرائح الهجينة. ومع ذلك، لتصنيع هذه الدروع الواقية للبدن، تم تصميم ومحاكاة الدروع الواقية للبدن. قبل تصنيع الدروع الواقية للبدن، قامت الدراسة بتصميم ونمذجة التصميم باستخدام برنامج SOLIDWORKs ويرنامج ABAQUS لمحاكاة اختبارات التأثير الباليستي. يعد تصميم ومحاكاة الدروع أمرًا بالغ الأهمية لفحص قدرة الهيكل الجديد على تلبية الطموح قبل تصنيع هذه الدروع. ومع cell فإن نتائج هذا الهيكل تظهر الحماية العالية مع امتصاص الطاقة العالي، وكذلك إمكانية منع الصدمات الحادة خلف الدرع. في نهاية المطافء قدرة النظام على مقاومة التهديد متعدد الضربات. يعتبر التأثير الباليستي هو الاختبار الحقيقي بعد تصنيع الدروع الواقية للبدن المركبة من نوع الساندويتش الهجين. تتكون هذه التصميمات من جلود أمامية وخلفية وقلب على شكل قرص العسل ومواد حشو معززة تم اختيارها اعتمادًا على آلية امتصاص الطاقة لهذه التصميمات المركبة من الساندويتش الهجين وتم اختيارها لبناء الدروع الواقية للبدن. الصفائح الأمامية والخلفية من الفولاذ 1080 و مركبات البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي /الإيبوكسيء و مركبات الكريون/الإيبوكسي ومركبات الكيفلار/الإيبوكسيء بينما يتكون قلب قرص العسل من الألومنيوم 3003، علاوة على ذلك، فإن مواد الحشو هي مطاط السيليكون المفلكن في درجة حرارة الغرفة (RTV) ورغوة البولي يوريثان (PU) أظهرت نتائج الاختبار الباليستي أداءَ Gall جيدًا ل 532 Gilly يشمل كثافة المساحة التي كانت 721 أكثر من الدروع الواقية للبدن الأمريكية و 715 أكثر من الدروع الواقية للبدن الكورية، كما غطت الحماية المستوى الرابع من معيار NIJ مع انخفاض التكلفة والمقاومة للصدمات الحادة خلف الدروع. كما أظهرت نتائج المقارنة بين الدروع المركبة الهجينة الساندوتش أن عينة الدرع 532 هي أفضل درع في الاختبارات الباليستية والعددية. ومع ذلك، كان نمط الفشل المتطابق بين العمل العددي والتجريبي رائعا مع أقصى انحراف قدره حوالي £10.67 للسرعة المتبقية و 3 لتلتوقيع الوجه الخلفي. ويالفعل وجدت الدراسة انخفاضًا في سعر وحدة المساحة بحوالي 7,61 مقارنة بالدروع الواقية من الرصاص الأمريكية، ومن ناحية أخرى، انخفاض في سعر وحدة المساحة بحوالي 9652 مقارنة بالدروع الواقية من الرصاص الكورية. وأخيرّاء تتمثل مساهمة هذه التصميمات في القدرة على الجمع بين الحماية الكبيرة والوزن المناسب والتكلفة المنخفضة للدروع الواقية من الرصاص لإنشاء جيل جديد من الدروع.

Body armor's structures have to be fundamentally altered to withstand ballistic threats as a result of the evolution of ballistic weapons; as a result, these structures grew complex and were unable to combine low weight, low cost, and great protection. As a result, the challenge is finding an appropriate balance between all of these factors while also lessening the risks of behind-armor blunt injuries and multiple impacts. Hybrid sandwich composite panels are an attracting focus because of their ingrained characteristics, such as high stiffness and high energy absorption. The hybrid composite sandwich panels are considered one of the most important panels used in aerospace, marine, industrial applications, armoring various structures because of the benefits of using such structures such as light weight with good strength where they have significant qualities that qualify them to be in the first selection for use in armored vehicles or body armor. Actually, the hybrid sandwich systems own a significant balance between protection and weight, hence it represents an original source of inspirational thoughts. Therefore, to the development of the ballistic resistance and combined the low cost and high protection, the study creates a new design to construct hybrid sandwich composite body armor by employing the structural systems of sandwich panels and hybrid laminates. However, to fabricate this body armors, this work has been designing and simulating the body armors. Before fabricating the body armors the study designed and modeled the design by using SOLIDWORKs and ABAQUS software to simulate the ballistic impact tests. The design and simulation of the armors are crucial to examine the ability of the new structure to meet the ambition before fabricating these armors. However, the results of this structure show the high protection with high energy absorption, also the possibility to prevent the behind armor blunt trauma. Eventually, the ability of the system to resist the multi-hit threat. The ballistic impact is the real test after the fabricating of the hybrid sandwich composite body armors. These designs consist of front and back skins, honeycomb core and reinforcing filling materials that have been selected depending on the energy absorption mechanism of these hybrid sandwich composite designs and chosen to construct body armors. The front and back sheets the steel-1080 and UHMWPE/epoxy, carbon/epoxy and Kevlar/epoxy composites while the honeycomb core the aluminum-3003, furthermore the filling materials the room-temperature vulcanizing (RTV( silicon rubber and polyurethane (PU( foam. The results of the ballistic test offered good ballistic performance of S32 which include the areal density, which was 21% more than the American body armor and 15% more than the Korean body armor, and the protection covered the III level of NIJ standard with low cost and resistance to the behind armor blunt trauma. Also, the comparison results between the hybrid sandwich composite successful body armors showed the S32 armor sample is the best armor in the ballistic and numerical tests. However, the identical pattern of failure between the numerical and experimental work was magnificent with a maximum deviation of about 10.67% to the residual velocity and 13.63% to the back face signature. Indeed, the study found a reduction in price per unit area of about 61% relative to the American body armor, on the other hand, an reduce in price per unit area of about 52% relative to the Korean body armor. Finally, the contribution of these designs is the ability to combine between the great protection, appropriate weight and low cost of body armors to create a new generation of armors.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب