تحليل نفوذ پرتابه فرسايشي با سرعت بالا در هدف بتني نيمه بي نهايت

High velocity penetration analysis of eroding projectile into semi-infinite concrete target

در اين مقاله، رفتار بتن تحت نفوذ يك پرتابه فرسايشي تحليل مي شود. بر اين اساس و بر مبناي تشابه كيفي نفوذ فرسايشي در اهداف فلزي و بتني، ميدان جريان ذرات حول نوك پرتابه فرسايشي در حال نفوذ در يك هدف بتني بررسي مي‌شود. بر مبناي مدل ويسكوپلاستيك در بتن، ميدان پلاستيك در هدف در مدل والكر-اندرسون اصلاح شده و مدل بهبود يافته والكر-اندرسون جهت تحليل نفوذ فرسايشي در بتن ارايه مي‌شود. 52 آزمايش نفوذ سرعت بالا (650 m/s تا 1150 m/s) با پرتابه هاي ميله بلند (9?L/d?11 و جرم 9gr تا 11gr) طراحي و صورت مي‌پذيرد. علاوه بر آن با حل معادلات نهايي مدل فورستال، عمق نفوذ براي پرتابه هاي فرسايشي بر مبناي مدل فورستال محاسبه مي شود. مقايسه نتايج مربوط به مدل اصلاح شده والكر- اندرسون با نتايج حاصل از مدل فورستال نشان مي دهدكه علي‌رغم جامعيت مدل فورستال در نفوذ صلب، استفاده از اين مدل حتي به عنوان يك تخمين مهندسي جهت تحليل نفوذ فرسايشي در اهداف بتني اشتباه است.

In this paper, the behavior of concrete subjected to eroding penetration of projectilesis studied. Based on qualitative similarities of eroding penetration at metallic and concrete targets, plastic flow of the particles around the projectile tip in a concrete target is illustrated. Based on visco-plastic behavior of concrete, changes on the plastic field of the target at Walker-Anderson model is made in order to analyze eroding penetration into concrete. 52 high velocity penetration tests (650-1150m/s)for long rod projectiles (9?L/d?11& 9?m?11 gr) were designed and carried out. Furthermore, with solving the final equations of the Forrestal model, penetration depth of eroding projectiles is calculated. Comparison between the results of the improved Walker-Anderson model and the Forrestal model showed that although the Forrestal model is a comprehensive model in rigid penetration, using it for assessment of eroding penetration into concrete is completely wrong.