Validação padronizada de projéteis de teste não letais combinando experimentos de impacto em parede rígida e simulação

WU Jiakai ,  

WANG Song ,  

SONG Jiaming ,  

CHEN Bin ,  

摘要

Para abordar o problema da falta de projéteis de teste padronizados para validação de alvos em testes de impacto balístico rombudo, tomando como referência o projétil padronizado da OTAN SIR-X, propõe-se um método de construção e validação de projéteis que combina experimentos físicos e simulação numérica. Foi construído um modelo geométrico do projétil de teste padronizado, preparando cinco projéteis físicos de teste com diferentes durezas de cabeçote (dureza Shore 30~70 HOO) por meio da combinação de uma cabeçote de espuma de poliuretano e um corpo de fluororeto de polivinilideno (PVDF), observando suas características microestruturais. De acordo com o corredor de resposta padrão da OTAN AEP-99, foram realizados testes de impacto em parede rígida para seleção, determinando que o projétil com dureza de cabeçote 60 HOO é o projétil físico de referência conforme o padrão. Com base no mesmo modelo geométrico, foi construído um modelo de elementos finitos do projétil (projétil de teste digital) e realizada a simulação de impacto em parede rígida, validando o projétil digital segundo o corredor de resposta AEP-99; em seguida, foi realizada a verificação da consistência da resposta de impacto entre os projéteis físico e digital, ajustando os parâmetros do material. Sob duas velocidades de impacto, o erro no deslocamento pico, na força pico e no tempo de chegada entre experimento e simulação não excedeu 5%, e a análise comparativa da diferença absoluta média indicou que o projétil digital pode reproduzir bem a carga de impacto e a resposta de deformação do projétil físico, mostrando alta consistência na resposta de impacto. Os resultados indicam que o projétil de teste não letal padronizado construído pode satisfazer simultaneamente os requisitos do corredor de resposta padrão AEP-99 e os da consistência da resposta física e digital, com o projétil físico apresentando características de processo de fabricação simples, baixo custo e ciclo curto de desenvolvimento, enquanto o projétil digital pode representar efetivamente o comportamento experimental de impacto. Este método pode fornecer suporte para a validação padronizada de alvos de teste para projéteis cinéticos não letais, promover o estabelecimento de normas para preparação e validação de alvos, padrões de avaliação de danos e servir como referência para o projeto e avaliação de desempenho de novos projéteis cinéticos não letais.

关键词

impacto balístico rombudo;projéteis cinéticos não letais;experimentos de impacto em parede rígida;projéteis de teste padronizados;verificação de consistência

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