Исследование возможности снижения массы бронепанелей путем применения комплексных трехслойных пластин из стальных сплавов в кабинах бронеавтомобилей

Рассмотрен процесс пробития пулей 7,62 мм «APM2» с жестким стальным сердечником (являющейся одной из самых распространенных среди аналогов) комплексных трехслойных пластин из стального сплава Armox 560T, используемого для бронезащиты, суммарной толщиной до 10,5 мм. Исследования проведены для восьми моделей с разными геометрическими параметрами при скорости удара пули 830 м/с. Выполнены анализ и сравнение по массе, баллистике и обеспечению уровня защиты BR7 по европейскому стандарту EN 1063 между комплексными трехслойными пластинами и монослойной пластиной толщиной 12 мм, изготовленной из той же стали. Приведены разработанные рациональные конечно-элементные модели комплексных трехслойных пластин и пуль, с помощью которых получены результаты с приемлемой точностью и минимальным временем решения при использовании программного комплекса LS-DYNA. Основные результаты расчетов включают в себя значения остаточных скорости и кинетической энергии пули после пробития трехслойной пластины, а также определение ее лучших геометрических параметров, которые рекомендовано использовать в бронекабине автомобиля.

Литература

[1] Teng X., Wierzbicki T., Huang M. Ballistic resistance of double-layered armor plates. International Journal of Impact Engineering, 2008, no. 35, pp. 870–884.

[2] Dey S., Børvik T., Teng X., Wierzbicki T., Hopperstad O.S. On the ballistic resistance of double-layered steel plates: An experimental and numerical investigation. International Journal of Solids and Structures, 2007, no. 44, pp. 6701–6723.

[3] Børvik T., Dey S., Clausen A.H. Perforation resistance of five different high-strength steel plates subjected to small-arms projectiles. International Journal of Impact Engineering, 2009, no. 36, pp. 948–964.

[4] Teng X., Dey S., Børvik T., Wierzbicki T. Protection performance of double-layered metal shields against projectile impact. Journal of Mechanics of Materials and Structures, 2007, vol. 2, pp. 1309–1329.

[5] Flores-Johnson E.A., Saleh M., Edwards L. Ballistic performance of multi-layered metallic plates impacted by a 7.62-mm APM2 projectile. International Journal of Impact Engineering, 2011, no. 38, pp. 1022–1032.

[6] Полунгян А.А., ред. Проектирование полноприводных колесных машин. В 3 т. Т. 3. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 432 с.

[7] Chang Qi. A magic cube approach for crashworthiness and blast protection designs of structural and material systems. PhD dissertation, The University of Michigan, 2008. 207 p.

[8] Зузов В.Н., Шаш Н. Анализ противопульной стойкости броневых сталей иностранного производства. Наука и образование. Научное издание, 2017, № 5, с. 21–41. URL: http://technomag.edu.ru/jour/article/view/1156 (дата обращения 15 ноября 2017).

[9] Børvik T., Olovsson L., Dey S., Langseth M. Normal and oblique impact of small arms bullets on AA6082-T4 aluminium protective plates. International Journal of Impact Engineering, 2011, vol. 38(7), pp. 577–589.

[10] Шаш Н.С., Зузов В.Н. Влияние параметров алюминиевых сплавов на сопротивление проникания пуль 7.62 «Шар НАТО» и «APM2». Наука и образование. Научное издание, 2016, № 11, с. 15–27. URL: http://technomagelpub.elpub.ru/jour/article/view/1075 (дата обращения 15 ноября 2017).

[11] Børvik T., Dey S., Clausen A.H. Perforation resistance of five different high-strength steel plates subjected to small-arms projectiles. International Journal of Impact Engineering, 2009, vol. 36, no. 7, pp. 948–964.

[12] Шаш Н., Зузов В.Н. Численное моделирование проникания пуль стрелкового оружия в пластины из алюминиевых сплавов с использованием модифицированной модели Джонсона–Кука. Наука и образование. Научное издание, 2017, № 1, с. 1–19. URL: http://technomag.edu.ru/jour/article/view/922 (дата обращения 15 ноября 2017).

[13] Hallquist J.O. LS-DYNA Keyword User’s Manual. Version 971. California, Livermore Software Technology Corporation, 2007.