การวิเคราะห์ความเค้นและการเสียรูปของแผ่นเกราะโลหะแบบเรียงซ้อนกันโดยใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

Stress analysis and deformation of stacked metal armor plates using the finite element methodology

Name: มัลลิกา เดชสุภา

keyword: ไฟไนต์เอลิเมนต์

ThaSH: โลหะ

Classification :.DDC: 669

; การทดสอบ

ThaSH: กระสุน

; อลูมินัม

ThaSH: การวิเคราะห์

; ความเครียดและความเค้น

Abstract: งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์ความเค้นและการเสียรูปของแผ่นเกราะโลหะแบบเรียงซ้อนกันและวิเคราะห์ความสามารถในการต้านทานการเจาะทะลุด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ตามมาตรฐาน NIJ ระดับ 3 โดยกระสุนขนาด 7.62x51 มิลลิเมตร ที่ความเร็ว 850 เมตรต่อวินาทีโปรแกรม ANSYS Explicit/Dynamic ถูกนำมาใช้ทำนายพฤติกรรมการเสียหายของแผ่นเกราะอลูมิเนียมกันกระสุนเกรด 7075 T6 และ 5083-H116 แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ได้รับการพิสูจน์ความถูกต้องกับผลการทดลองยิงด้วยกระสุนจริง ตัวแปรสำคัญคือค่าความหนาของแผ่นอลูมิเนียมและจำนวนชั้นที่มีการวางเรียงซ้อนกัน ซึ่งมีระยะห่างระหว่างแผ่นและไม่มีระยะห่างระหว่างแผ่นกำหนดให้กระสุนทังสเตนคาร์ไบด์ขนาด 7.62x51 มิลลิเมตร มีรูปแบบความเสียหายเป็นไปตามJohnson-Holmquist Failure Model (JH-1, JH-2) แผ่นเกราะมีขนาดความกว้างและความยาวเท่ากับ 30x30 เซนติเมตร โดยวัสดุ AL-7075 T6 มีสมบัติวัสดุเป็นไปตาม Steinberg-GuinanStrength และวัสดุ AL-5083-H116 เป็นไปตามรูปแบบของ Johnson-Cook Strength ผลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่า การเลือกชนิดของเอลิเมนต์และการแบ่งเอลิเมนต์เป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการวิเคราะห์ การใช้เทคนิคการแบ่งเอลิเมนต์มีความสำคัญโดยต้องทำการแบ่งเอลิเมนต์ให้มีขนาดเล็กตรงตำแหน่งกระสุนวิ่งเข้าปะทะกับแผ่นเกราะและต้องควบคุมให้เอลิเมนต์มีจำนวนไม่มากเกินไปในพื้นที่อื่นที่ไกลออกไปจากกระสุน จากการออกแบบให้แผ่นเกราะอลูมิเนียม AL-7075 T6 และ AL-5083-H116 มีความหนาและระยะห่างระหว่างแผ่นแตกต่างกันไปจะส่งผลต่อความสามารถในการต้านทานการเจาะทะลุ ตัวแปรที่มีผลต่อความสามารถต้านทานการเจาะทะลุที่สูงมากคือความหนาแผ่นเกราะและจำนวนชั้นของแผ่นเกราะ โดยระยะห่างระหว่างแผ่นเกราะมีผลต่อความต้านทานเจาะทะลุในระดับต่ำ

Abstract: The purpose of this research was to analyze the stress and deformation of stacked metal armor plates and to analyze their penetration resistance by the finite element method according to the NIJ level 3 standard by a 7.62x51mm bullet at a speed of 850 meters per second. ANSYS Explicit/Dynamic program was adopted to predict the damage behavior of 7075 T6 and 5083-H116 grade bulletproof aluminum armor plates. The finite element model was validated against the results of experimental firing with a genuine bullet. The important variables are the thickness of the aluminum plate and the number of stacked layers with the distance between the plates and without the distance between the plates. The 7.62x51 mm tungsten carbide bullet was determined to have a damage pattern in accordance with the Johnson-Holmquist Failure Model (JH-1, JH-2). The armor plates were 30x30 cm in width and length. The property of AL-7075 T6 material conformed to the Steinberg-Guinan Strength, and that of the AL-5083-H116 material conformed to the Johnson-Cook Strength model. The results showed that selecting types of elements and dividing elements were the important factors affecting the analysis. The use of element division techniques was important as the element must be divided into a small size where the bullet hit the armor plate and there must not be too many lements in the area further away from the bullet. According to the design of AL-7075 and AL-5083-H116 aluminum plates, different thicknesses and distances between plates would affect their penetration resistance. The variables that affected the extremely high penetration resistance were the armor plate thickness and the number of the armor plate layers, but the distance between the plates had a low impact on the penetration resistance

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร. สำนักวิทยบริการและเทคโนโลยีสารสนเทศ

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: arit@rmutp.ac.th

Name: ประกอบ ชาติภุกต์

Role: ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์

Email : prakorb.c@rmutp.ac.th

Created: 2565

Modified: 2567-10-25

Issued: 2567-04-03

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: วพ 669 ม377ก

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเครื่องกล

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ENG_67_09.pdf	22.96 MB

ใช้เวลา

0.031935 วินาที