Šikmý dopad projektilu na vlákny vyztužený cementový kompozit

Abstract

Cílem této diplomové práce je analýza chování nedeformovatelného projektilu po dopadu na tenkostěnný prvek z vlákny vyztuženého cementového kompozitu (konkrétně UHPC vyztužený ocelovými vlákny) pod různým dopadovým úhlem a popis porušení tenkostěnného prvku jako odezvy na namáhání tímto dopadem vyvolaném. Proto byl uskutečněn experimentální program, při němž byly desky o rozměrech 300×400 mm a tloušťkou 40 mm ostřelovány projektilem s ocelovým jádrem ráže 7,62×39 mm. Šikmý dopad je realizován v intervalu dopadového úhlu B = 20° až B = 60° , kde jeden krok činí 5°. Pro porovnání vzniklého poškození je měřena hloubka penetrace, rozměry, povrch a objem kráteru, také jsou vytvořeny 3D objekty vzniklých kráterů pro určení změny jejich tvaru v závislosti na dopadovém úhlu. Z analýzy dat je možné vypozorovat závislost těchto charakteristik na dopadovém úhlu B a určit vliv úhlu dopadu projektilu na tvar vniklého kráteru. Z experimentu plynou tři základní případy spojené se zvyšováním hodnoty dopadového úhlu - perforace desky, zaražení jádra střely v desce a odražení projektilu od testované desky. Výsledky této práce umožňují prohloubit znalosti v oboru balistické odolnosti cementového kompozitu vyztuženého rozptýlenou výztuží.

The aim of this diploma thesis is to analyse the behaviour of the non-deformable projectile after impact on thin-walled fibre reinforced cementitious composite element with steel fibres (UHPFRC) under different impact angle and description of the damage, which result from the aforementioned impact. An experimental campaign was carried out in which 300 × 400 mm plates with a thickness of 40 mm were hit with a 7.62 × 39 mm steel core projectile. The oblique impact was achieved at the impact angle ranging from 20° to 60°, where one step was 5°. The depth of penetration, the dimensions, the surface and the volume of the crater were measured. The resulting damage was analysed with a 3D scanner in order to determine the detail change in shapes of the craters. From the data analysis, it was possible to observe the dependence of the damage characteristics on the impact angle and to determine the influence of the angle of impact of the projectile on the shape of the crater. The experiment revealed three basic findings associated with the increase of the impact angle: The perforation of the plate, the retention of the core of the projectile in the plate and the rebound of the projectile. The results of this work enable to deepen the knowledge in the field of ballistic resistance of the cementitious composite reinforced by the disperse fibre reinforcement.