얇은 표적체에 관통하는 PELE의 파괴거동 시뮬레이션 :Simulation of Fracture Behavior of PELE Penetrating Thin Target Plates

조종현

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자료유형: 학위논문

저자정보: 조종현 (충남대학교, 忠南大學校大學院)

지도교수: 이영신

발행연도: 2013

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이 논문의 연구 히스토리 (7)

2013

텅스텐 원형 관통자의 관통특성에 관한 연구

조종현 , 이영신 , 김재훈 외 1명 대한기계학회 논문집 A권 2013.09 학술저널

분절형 텅스텐 관통자의 초고속 관통특성에 관한 연구

조종현 , 이영신 , 김재훈 외 1명 대한기계학회 논문집 A권 2013.08 학술저널

얇은 표적체에 관통하는 PELE의 파괴거동 시뮬레이션

조종현 기계설계공학과 2013.01 학위논문

금속 표적체에 대한 분절형 관통자의 초고속 관통특성에 관한 연구

조종현 , 이영신 , 김재훈 외 1명 한국CDE학회 학술발표회 논문집 2013.01 학술대회자료

2012

얇은 표적체판에 천공하는 PELE 의 파괴 메커니즘 수치시뮬레이션

조종현 , 이영신 대한기계학회 논문집 A권 2012.12 학술저널

텅스텐 원형 관통자의 초고속 관통특성에 관한 연구

조종현 , 이영신 , 김재훈 외 1명 대한기계학회 춘추학술대회 2012.11 학술대회자료

얇은 표적체판에 천공하는 PELE 의 파괴 메커니즘 수치시뮬레이션

조종현 , 이영신 대한기계학회 춘추학술대회 2012.05 학술대회자료

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횡방향 관통 효율 강화 탄체(PELE)는 기폭장치가 없는 새로운 개념의 발사체이다. PELE 는 배면이 닫혀있는 고밀도 피복과 저밀도 충전재로 구성되어있다. PELE 의 폭발 특성을 연구하기 위해 AUTODYN-3D code 를 이용하여 발사체와 표적체의 모델을 구축하였다. PELE 의 의해 알루미늄-2024 합금 표적체를 천공하는 과정을 시뮬레이션으로 구현하였으며 또한 다양한 내부 충전재에 의해 분산되는 표적체의 파편 특성도 연구하였다. PELE 파편의 유한요소해석은 AUTODYN-3D code 의 추계학적 파괴기준을 사용하여 구현되었다. 내부 충전재의 팽창으로 인해 파편은 속도를 얻으며 횡방향으로 분산된다.
따라서 손상영역의 범위가 증강한다. 관통 및 횡방향 분산 과정에서 생성되는 파편은 내부 충전재의 충격 압력에 따라 그 양과 형태가 다른 것으로 나타났다.

Penetrator with enhanced lateral effect (PELE) is a novel projectile that does not require dynamite and a fuse. It comprises a high-density jacket that is closed at its rear end and filled with a low-density filling material. To study the explosion characteristics of PELE using AUTODYN-3D code, the calculation models of the projectile body and the bullet target were developed and the process of penetrating an aluminum-2024 alloy target using PELE was simulated. The scattering characteristics after PELE penetrated the aluminum-2024 alloy target were studied for different filling materials. The explicit finite element analysis of PELE fragmentation was implemented with the stochastic failure criterion in AUTODYN-3D code.
As the filling expanded, the fragments gained velocity and dispersed laterally, increasing the damage area considerably. The number and shape of PELE fragments differed depending on the impact pressure of the filling that fragmented during the penetration and lateral dispersion processes.

The conclusions can be summarized as follows:

(1) Numerical simulation of hypervelocity penetration for cylindrical penetrator was performed to investigate the penetration performance. Then based on the analysis of simulation results, the length to diameter ratio(L/D) can be determined.
(2) Numerical simulation method and sequence for impact behavior of PELE penetrator were described and then the hydrodynamic pressure was represented.
(3) The numerical simulation result of filling maximal impact pressure which affect the impact behavior of PEE penetrator was similar to the analytic theory result.
(4) The high strength filling can cause the high impact pressure and these kinds of high impact pressure increased number of jacket crack. Finally, the fragments number were also increased with increased of impact pressure.
(5) The impact velocity was linearly increased with internal pressure and as the velocity increases the number of fragments with low mass were increases.
(6) The increased in the angle of inclination generated low impact pressure and these kinds of low impact pressure decreased number of jacket crack to maintain the initial form. Finally, the fragments number were increased with increased of impact interaction.

#관통 #PELE

I. 서 론 1
1.1 연구배경 및 필요성 1
1.2 연구동향 3
1.3 연구 목적 및 내용 6
II. 관련이론 및 고속 관통해석 8
2.1 관통해석 이론 8
2.2 주요해석 변수 정립 11
2.3 원형 관통자의 고속 관통해석 13
2.3.1 AUTODYN을 이용한 관통해석 방법 13
2.3.2 고속 관통자 형상 설계 방법론 14
2.3.3 관통자의 관통해석 방법 및 모델링 18
2.3.4 관통해석 결과 및 고찰 20
2.3.4.1 충격속도에 따른 해석결과 21
2.3.4.2 표적체 두께에 따른 해석결과 24
2.3.4.3 충격 입사각에 따른 해석결과 27
2.3.5 관통성능고찰 30
III. PELE의 고속 관통해석 34
3.1 PELE 충격거동의 현상학적 설명 34
3.1.1 PELE 모델 34
3.1.2 PELE의 충격거동 특성 36
3.2 PELE 충격 파괴메커니즘 39
3.2.1 PELE-3D 모델링 및 파편구현 절차 39
3.2.2 충격파에 대한 이론적 접근 43
IV. 결과 및 고찰 49
4.1 PELE의 충격속도에 따른 파편특성 49
4.2 PELE의 충전재에 따른 파괴형상과 파편특성 50
4.3 PELE의 입사각에 따른 파괴형상과 파편특성 56
V. 결론 63
참고문헌 64
ABSTRACT* 67

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