การตรวจสอบพฤติกรรมของแผ่นเกราะพรุนแบบเรียงซ้อนที่มีความแข็งแรงสูงต่อกระสุนเจาะเกราะ 7.62 โดยใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

An investigation on the behavior of high-strength stacked perforated armor plates against 7.62 armor-piercing bullets using the finite element methodology

Name: กฤษฎา แสงพรายพรรณ์

keyword: รถยนต์บรรทุกปกติขนาดเล็กติดเกราะ

ThaSH: กำลังวัสดุ

Classification :.DDC: 620.112

; เกราะโลหะพรุนกันกระสุน

ThaSH: ไฟไนต์เอลิเมนต์

; มาตรฐานเอ็นไอเจ

ThaSH: เกราะ

; วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

ThaSH: กลศาสตร์

Abstract: งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อตรวจสอบพฤติกรรมการเสียรูปของแผ่นเกราะโลหะพรุนแบบเรียงซ้อนกันและวิเคราะห์ความเค้นที่เกิดขึ้นกับแผ่นเกราะโลหะพรุนแบบเรียงซ้อนที่มีความแข็งแรงสูงต่อกระสุนเจาะเกราะ 7.62 โดยใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ตามมาตรฐาน NIJ ระดับ 3 ANSYS Explicit/Dynamics ถูกนำมาใช้ในการวิเคราะห์ด้วยวิธีการรวมเวลา (Time Integration Method) เพื่อวิเคราะห์ปัญหาการตอบสนองแบบไดนามิกในกลศาสตร์ของแข็ง กระสุนที่ใช้ในการจำลองเป็นกระสุน 7.62x51 มิลลิเมตร ทำจากทังสเตนคาร์ไบด์ที่มีความเร็วตามมาตรฐาน NIJ 3 ในการวิเคราะห์จึงกำหนดรูปแบบความเสียหายของกระสุนเป็นแบบ Johnson-Holmquist Failure Model แผ่นเกราะพรุนทำมาจาก SKD 11 กำหนดให้เป็นวัสดุที่มีเนื้อเดียวกัน (Homogeneous) และมีสมบัติเหมือนกันในทุกทิศทุกทาง (Isotropic Materials) ความเสียหายที่เกิดขึ้นพิจารณาตั้งแต่ช่วงยืดหยุ่นเชิงเส้นไปจนถึงช่วงพลาสติกที่มีอัตราความเครียดสูง แผ่นเกราะพรุนมีขนาดความกว้างและความยาวเท่ากับ 300x300 มิลลิเมตร โดยจะมีการเปลี่ยนแปลงความหนาของแผ่นเกราะพรุนเป็นกรณีต่างๆ รูพรุนจะช่วยเบี่ยงเบนทิศทางของกระสุนที่พุ่งเข้าเจาะเกราะที่มุมศูนย์องศา วัสดุ SKD11 ได้รับเลือกมาใช้เป็นวัสดุแผ่นหน้า แผ่นเกราะด้านหลังจะเป็นวัสดุ SUS304 ที่ทำหน้าที่ดูดซับพลังงานการเคลื่อนที่ของกระสุน แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ได้รับการพิสูจน์ความถูกต้องโดยเปรียบเทียบผลวิเคราะห์กับการทดลอง จากผลการวิเคราะห์พบว่า การสร้างแผ่นเกราะให้มีรูพรุนในรูปแบบทะลุผ่านตลอดความหนาแผ่นเกราะนั้นไม่สามารถเพิ่มขีดความสามารถในการต้านทานการเจาะทะลุได้ แต่ในกรณีแผ่นเกราะมีรูพรุนแต่ไม่ทะลุตลอดความหนาจะช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการหักเหทิศทางกระสุน และเพิ่มความสามารถต้านทานการเจาะทะลุ อีกทั้งยังช่วยลดน้ำหนักของแผ่นเกราะลงได้

Abstract: The purpose of this research was to investigate the deformation behavior of stacked perforated metal armor plates and to analyze the attained stress from stacked perforated metal armor plates with high strength against 7.62 armor-piercing bullets using the finite element methodology according to the NIJ Level 3 standards. The analysis of dynamic response problems in solids mechanics was conducted using ANSYS Explicit/Dynamics and the time integration method. The bullet used in the simulation was a 7.62 x 51 mm tungsten carbide bullet with a velocity according to the NIJ 3 standard. The Johnson-Holmquist Failure model was used to analyze the bullet damage pattern. The perforated armor plate was made of SKD 11, defined as homogeneous and isotropic materials. The damage that happened was considered from the linear-elastic range to the high strain rate plastic range. The perforated armor plates had dimensions of width and length equal to 300 x 300 mm. and the thickness of the perforated armor plate might also change in various cases. The porosity helped deflect the bullet direction that penetrated the armor at a zero angle. SKD11 material was chosen to use as the front plate material. The rear armor plate was made of SUS304 material that absorbed the energy of the bullet's movement. The finite element model was validated by comparing the analytical results with the experimental results. According to the analysis results, it was found that making the armor plate with a perforated pattern throughout the thickness of the armor plate could not increase the penetration resistance. However, the perforated armor plate that did not penetrate through the thickness would increase the ability to deflect the bullet direction, increase the ability to resist penetration and reduce the weight of the armor plates as well.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร. สำนักวิทยบริการและเทคโนโลยีสารสนเทศ

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: arit@rmutp.ac.th

Name: ประกอบ ชาติภุกต์

Role: ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์

Email : prakorb.c@rmutp.ac.th

Name: ภูภูมิ พ่วงเจริญชัย

Role: ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ร่วม

Email : phupoom.p@rmutp.ac.th

Created: 2565

Modified: 2567-04-23

Issued: 2567-04-23

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: วพ 620.112 ก279ก

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเครื่องกล

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ENG_67_05.pdf	18.77 MB	1	2024-10-30 10:54:38

ใช้เวลา

0.03697 วินาที