ผลกระทบของพารามิเตอร์เชิงกลต่อการปะทะแบบขีปนบนแผ่นพอลิเมอร์คอมพอสิต

Abstract

ศึกษาผลกระทบของพารามิเตอร์เชิงกลที่มีต่อการปะทะทางขีปนบนแผ่นพอลิเมอร์คอมพอสิต โดยใช้โปรแกรมไฟไนต์เอลิเมนต์สำเร็จรูป LS-DYNA ซึ่งในที่นี้ได้กำหนดให้กระสุนเป็นวัตถุแข็งเกร็งและแผ่นเป้าหมายกำหนดให้เป็นวัสดุแบบ Orthotropic เริ่มต้นการจำลองแบบด้วยวัสดุชนิดที่ 22 (Composite damage model) ในโปรแกรม LS-DYNA และใช้คุณสมบัติวัสดุคอมพอสิตของ Gu and Xu (2004) การจำลองให้ผลที่มีแนวโน้มใกล้เคียงกับผลการทดลองของ Gu and Xu (2004) อย่างไรก็ตามถ้าพิจารณาถึงพลังงานในระบบกับการลบเอลิเมนต์ที่เสียหาย ปรากฏว่า ผลการจำลองไม่มีความเหมาะสมเพียงพอ เนื่องจากแบบวัสดุชนิดที่ 22 ไม่มีหลักความเสียหายในทิศทางที่ 3 ที่สามารถทำให้เกิดการลบเอลิเมนต์ที่เสียหายได้ จนทำให้พลังงานในระบบเกิดความไม่ถูกต้อง งานวิจัยนี้จึงได้เลือกแบบวัสดุชนิดที่ 59 (Composite failure model) มาแทนแบบวัสดุชนิดที่ 22 เนื่องจากมีหลักความเสียหายที่ทำให้เกิดการลบเอลิเมนต์ที่เสียหายได้ โดยการจำลองให้ผลที่มีแนวโน้มใกล้เคียงกับผลการทดลองของ Gu and Xu (2004) และมีแนวโน้มของความเร็วตกค้างใกล้เคียงกับผลการทดลองและการจำลองระดับอนุภาคของ Gu and Li (2005) ทั้งพลังงานในระบบมีความเหมาะสมและถูกต้องมากขึ้น การปรับเพิ่มค่ามอดูลัสความยืดหยุ่นในทิศทางของไฟเบอร์ไม่เกิน 15 เปอร์เซ็นต์ ทำให้ความเร็วกระสุนหลังจากทะลุผ่านแผ่นเป้าหมายมีค่ามากขึ้น เมื่อเทียบกับแบบจำลองต้นแบบ เนื่องจากแผ่นเป้าหมายมีความยืดหยุ่นน้อยลง ส่วนการปรับเพิ่มค่ามอดูลัสความยืดหยุ่นในทิศทางของเมตริกซึ่งเป็นทิศทางที่รับแรงปะทะของกระสุนโดยตรง กลับทำให้แผ่นเป้าหมายมีความยืดหยุ่นมากขึ้น ซึ่งจากการปรับค่ามอดูลัสความยืดหยุ่นทั้งในทิศทางของไฟเบอร์และเมตริกในช่วงบวกและลบ 15% ให้ค่าความแตกต่างของความเร็วตกค้างเทียบกับผลการจำลองต้นแบบไม่เกิน 3% ส่วนการปรับเพิ่มค่าความแข็งแรงด้านต่างๆ ในทิศทางของไฟเบอร์ เมตริกหรือทุกทิศทางถึง 100% หรือปรับลดถึง 90% พบว่าความแตกต่างของความเร็วตกค้างไม่ถึง 1% ยกเว้นการปรับค่าความแข็งแรงอัดที่ให้ค่าความแตกต่างของความเร็วตกค้างถึง 2-3%