بررسي عددي و تجربي اثر زواياي الياف در نفوذ پرتابه هاي با دماغه نيم كروي در اهداف كامپوزيتي

در مقاله حاضر، ميزان جذب انرژي پروفيل كلاهي شكل كامپوزيتي تحت برخورد پرتابه با دماغه نيم كروي با سرعت بالا در حالت‌هاي مختلف لايه چيني دستي به روش عددي و تجربي مورد بررسي قرار گرفته است. اين پروفيل‌ها با استفاده از 4 لايه الياف شيشه/پلي استر تك جهت به طول 100 ميلي‌متر و با ضخامت كل 3 ميلي‌متر به روش لايه چيني دستي ساخته شده است. مدل عددي با استفاده از نرم افزار آباكوس و آزمايش‌ها با استفاده از دستگاه ضربه بالستيك در 3 سرعت مختلف 123،150و170 متر بر ثانيه انجام شد. مشخص گرديد كه مدل عددي تطابق خوبي با نتايج آزمايش‌ها دارد. بيشترين انطباق در كل حالت‌هاي مختلف لايه چيني دستي بررسي شده در لايه چيني دستي [45-/45/30/30-] با ميزان خطاي 54/3 درصد در سرعت پرتابه برابر 170 متر بر ثانيه، و كم‌ترين انطباق در كل حالت‌هاي مختلف لايه چيني دستي بررسي شده در لايه چيني دستي [60/75/60-/75-] با ميزان خطاي 42/27 درصد در سرعت پرتابه برابر 170 متر بر ثانيه به دست آمد. در حالت كلي از علل اختلاف بين نتايج عددي و آزمايش‌ها مي‌توان به ثابت در نظر گرفتن خواص مكانيكي و ابعاد پروفيل در مدل عددي اشاره نمود.

The aim of this study is to numerical and experimental investigation of the influence of fiber stacking sequence on the penetration and perforation of glass/epoxy composite hat shapes under high velocity impact loading by projectile with semi-spherical nose shape having three different initial velocities. Four layered unidirectional (UD) E-glass fiber/polyester resin was used to construct laminates. The length of the composite targets was 100mm and the thickness was 3mm. Result shows good correlation between numerical and experimental energy absorptions. The numerical model was developed using ABAQUS software and experiments were carried out using a gas gun device at 123, 150 and 170 m/s. The optimized correlation between numerical and experimental results was associated with [-30/30/45/-45] fiber stacking configuration with 3.54% accuracy in 170 m/s initial velocity, and the worst correlation between experimental and the model was related to [-75/-60/75/60] fiber stacking configuration with 21.96% accuracy in 170 m/s initial velocity. Constant consideration of the mechanical properties and dimensions in numerical model may be regarded as the reason for the difference between numerical and experimental results.