Феноменологическая модель пробивания керамических преград

1 / 12

62 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 6
УДК 623.445+539.411.5 DOI: 10.18698/0236-3941-2016-6-62-73
ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОБИВАНИЯ
КЕРАМИЧЕСКИХ ПРЕГРАД
И.Ф. Кобылкин
А.А. Горбатенко
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
Аннотация Ключевые слова
Представлена модель пробивания керамической пре-
грады с образованием расширяющейся конической
пробоины, позволяющая определить угол раствора
выбиваемого из преграды конуса в зависимости от
прочностных характеристик керамики и соотношения
толщины керамического слоя и диаметра ударника.
Показано, что основная причина такого разрушения
состоит в существенно меньшей прочности керамики
на растяжение по сравнению с прочностью на сжатие.
С использованием энергетического критерия разруше-
ния разработана методика расчета предельной скоро-
сти пробития керамической преграды. Двумерное
численное моделирование процесса соударения сталь-
ных ударников с корундовыми пластинами показало
удовлетворительное совпадение конфигурации обра-
зующихся конических трещин, полученной расчетным
путем, с конфигурацией, наблюдаемой в эксперимен-
тах, при условии, что значения пределов прочности на
сжатие и растяжение выбраны в соответствии с реко-
мендациями разработанной модели
Керамическая преграда, кониче-
ская трещина, пробитие, пре-
дельная скорость, энергетиче-
ский критерий разрушения
Поступила в редакцию 22.03.2016
©МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016
Введение. Комбинированная броня, состоящая из лицевого керамического и
тыльного энергоемкого металлического или композитного органопластикового
слоев, является весьма эффективной защитой от действия бронебойных пуль,
имеющих высокую проникающую способность. По существу, такая защитная
структура в настоящее время является единственно возможной основой легкой
индивидуальной и локальной бронезащиты высокого уровня. Высокая проти-
вопульная стойкость комбинированной брони с лицевым керамическим слоем
обеспечивается наличием именно керамики, высокотвердого, но очень хрупкого
материала. Особенностями пробивания керамических слоев преград являются
задержка проникания ударника в преграду и разрушение керамики в области
воздействия в форме усеченного конуса, обращенного меньшим основанием к
лицевой поверхности преграды, на которую действуют пули [1], что и обеспечи-
вает их высокую противопульную стойкость. Диаметр основания конуса не-
сколько превышает диаметр ударника, а угол раствора конуса изменяется в пре-
делах 2 = 100…130.