On the Influence of Fracture Criterion on Perforation of High-Strength Steel Plates Subjected to Armour Piercing Projectile

Abstract

Artykuł przedstawia numeryczne badania wpływu kryterium pekania materiału na perforacje płyt ze stali pancernej 30PM pociskiem przeciwpancernym 7,6251 mm. Dokonano oceny czterech modeli pekania materiałów plastycznych w celu wyboru najbardziej odpowiedniego z nich. W artykule wykorzystano zmodyfikowany model konstytutywny Johnsona-Cooka (MJC) sprzezony z jednym czterech kryteriów pekania: kryterium MJC, kryterium Cockrofta-Lathama (CL), kryterium maksymalnego naprezenia stycznego i kryterium stałego granicznego odkształcenia. Zastosowano trójwymiarowy algorytm w opisie Lagrange’a, zawierajacy zarówno skonczone elementy jak i czastki, z automatyczna konwersja zniekształconych elementów w bezsiatkowe czastki. Wyniki symulacji numerycznej oceniono na postawie porównania z wynikami doswiadczen. Model pekania MJC, sformułowany w przestrzeni trójosiowosci naprezenia i równowaznego odkształcenia plastycznego, pozwolił przewidziec realistycznie obraz pekania materiału i wartosci predkosci resztkowych pocisków. Jednakze wyniki badan wykazały, ze równiez jednoparametrowy model CL, dla którego kalibracji wystarczy jeden prosty test materiałowy, daje porównywalne wyniki z kryterium MJC. Stwierdzono, ze kryterium maksymalnego naprezenia stycznego niepoprawnie opisuje proces tworzenia sie korka. Równiez kryterium stałej wartosci odkształcenia granicznego nie moze byc uzyte do scharakteryzowania procesu niszczenia materiału.

Keywords

• high velocity perforation
• ductile fracture criteria
• material tests
• numerical simulations