Computer Simulation of Normal and Oblique Impacts of Yawed Projectiles on Ceramic Targets

Abstract

The investigation of three-dimensional problem of normal and oblique interaction of yawed pro jectiles with ceramic plates in a velocity range up to 4000 m/s was carried out by the finite element method. The paper presents an advanced constitutive model of AD995 Alumina. The model of a damaged medium is used; it is characterized by a possibility of crack initiation and propagation under impact loading. A kinetic fracture model of the active type developed earlier for the simulation of fracture in various materials is used for numerical modeling of ceramic failure at high velocity impact. Temperature effects are taken into account in the constitutive model.

На основе метода конечных элементов исследовалась пространственная задача взаимодействия при ударе по нормали и под углом снаряда с керамической пластиной при скорости до 4000 м/с. Представлена усовершенствованная модель керамики AD995 Alumina, учитывающая температурное воздействие. Применяется также модель поврежденной среды, характеризующаяся возможностью моделировать возникновение и развитие трещины в условиях ударного нагружения. В процессе численного моделирования разрушения керамической пластины при высокоскоростном воздействии была использована кинетическая модель разрушения активного типа, разработанная ранее для моделирования разрушения различных материалов.

На основі методу скінченних елементів досліджувалася просторова задача взаємодії при ударі по нормалі та під кутом снаряда з керамічною пластиною при швидкості до 4000 м/с. Представлено удосконалену модель кераміки AD955 Alumina, яка враховує температурну взаємодію. Використовується також модель пошкодженого середовища, для якої характерна можливість моделювання виникнення і розвитку тріщини в умовах ударного навантаження. У процесі числового моделювання руйнування керамічної пластини при високій швидкості було використано кінетичну модель руйнування активного типу, яку розроблено раніше для моделювання руйнування різних матеріалів.