Yüksek Performanslı Kumaş Zırhların Balistik Dayanımlarının Sayısal Olarak İncelenmesi

Year 2017, Volume: 24 Issue: 105, 2 - 12, 30.03.2017

Seher Eken

Abstract

Bu çalışmada, yumuşak yapılı kumaş zırhların balistik çarpması sayısal benzetim yoluyla gerçekleştirilmiştir. Simülasyonlar için zırh malzemesi olarak yüksek performanslı kumaş seçilmiştir. Bu şekilde kumaşın balistik çarpma cevabi ileri sonlu farklar yöntemi ile hesaplanmıştır. Düz-uçlu Parçacık Simülasyon Mermisinin (PSM), iki-eksenli kumaşa 90°’lik açı ile dik çarpması analiz edilmiştir. Kare latislerden oluşmuş pim-eklem sisteminde düğüm noktalarındaki eklemler arasındaki iplik parçaları ayrık kütle-yay-sönümleyici kullanılarak modellenmiştir. Çarpmadan belli bir süre sonra yer değiştirmeler, hızlardaki değişim, malzemede oluşan göçme miktarı hesaplanmış ve grafiksel olarak gösterilmiştir. Kıvrım etkisinin zırhın balistik performansına olan etkisi incelenerek yorumlanmıştır. 

Keywords

Yüksek performanslı kumaş zırhlar, parçacık simülasyon mermisi, balistik performans

NUMERICAL INVESTIGATION OF BALLISTIC RESISTANCE OF HIGH PERFORMANCE FABRIC ARMORS

Abstract

In this study numerical simulation of ballistic impact is carried out for the soft fabric armors. For the simulations, high performance fabrics are chosen as the armor material. In this manner, the ballistic impact response of the fabric is computed using forward finite difference method. Flat-nosed Fragment Simulation Projectile (FSP) hitting the biaxial composite fabric at an angle 90° is analyzed. The yarn segments between hinged joints at crossovers are modeled using discrete mass-spring-damper in pin-joint systems consisting of planar square lattices. After a certain time of impact; displacement of the fabric, change in the velocities and the failure in the material is computed and depicted graphically. The effect of crimp on the ballistic performance of the fabric is examined and discussed.  

Keywords

High performance fabric armors, fragment simulation projectile, ballistic performance

References

• Rakhmatulin KhA, (1947): Impact on a flexible fiber, Prikl Mat Mekh 11, 379–82 (Rusça’dan çeviri).
• Rakhmatulin KhA, (1951): Normal impact at a varying velocity on a flexible fiber Uchenye Zapiski Moskovosk gos Univ 4, 154 (Rusça’dan çeviri).
• Rakhmatulin KhA, 1952 Normal impact on a flexible fiber by a body of given shape Prikl Mat Mekh 16, 23–24 (Rusça’dan çeviri).
• Rakhmatulin KhA, Dem’yanov YuA, (1961): Strength Under High Transient Loads, pp 94-152 (İngilizce çevirisi).
• Roylance D, Wilde A, Tocci G, (1973): Ballistic impact of textile structures, Textile Research Journal, 43, 34–41.
• Roylance D, Wang S S, (1980): Penetration mechanics of textile structures, Ballistic Materials and Penetration Mechanics, Elsevier, Amsterdam.
• Ting C, Ting, J, Cunniff P M, Roylance D, (1998): Numerical characterization of the effects of transverse yarn interaction on textile ballistic response, Proceedings of the 30th International SAMPE Technical Conference, 57–67.
• Cunniff P M, Ting J, (1999): Development of a numerical model to characterize the ballistic behavior of fabrics, Proceedings of the 18th International Symposium on Ballistics, San Antonio TX,15-19 November, 822-828.
• Roylance D, Chammas P, Ting J, Chi H, Scott B, (1995): Numerical modeling of fabric impact, Proceedings of the National Meeting of the American Society of Mechanical Engineers ASME, San Francisco, October.
• Zeng X S, Tan V B C, Shim V P W, (2006): Modelling inter-yarn friction in woven fabric armour, Int J Numer Meth Eng 66, 1309– 1330.