Perforering av plater i høyfast stål

  • doktorgrader

Det er enklere for et flatt prosjektil å perforere en sterkere plate i høyfast stål enn en svakere plate.

Sumita Dey har studert middels tykke stålplater som utsettes for perforering av stålprosjektiler med en konstant masse, og har spesielt undersøkt styrken til stålplaten og studert platens motstandsdyktighet dersom platestyrken øker. Dette har blitt sett i forhold til prosjektilformen.

Beskyttelse og sikkerhet er faktorer som med årene har fått større betydning innenfor konstruksjonsberegninger.

Med tanke på dette er forsvaret og industrien opptatt av bedre og sikrere dimensjonering av konstruksjoner som utsettes for støtbelastning av for eksempel et objekt med en konstant masse.

Den konstante massen kan være alt fra prosjektiler og fragmenter fra eksplosjon og kollisjon, til meteorider/romrester og fallende objekter.

Dey har studert ulike legeringer av høyfast stål. Fenomenet er studert gjennom perforeringsforsøk og numeriske analyser, og flere ulike matematiske modeller er studert.

De ulike matematiske modellene må tilpasses det spesifikke materialet; derfor har hun også utført forsøk på selve materialet.

Studiet viser at platens evne til å motstå treffet er avhengig av prosjektilformen. For et spisst prosjektil øker platens motstandsdyktighet med økende platestyrke.

Dersom prosjektilet er flatt, viser det seg at platen med lavest styrke har størst motstandsdyktighet.

En metallurgisk undersøkelse av platene ble gjennomført for å forstå denne oppførselen. De numeriske analysene gir gode resultater for et spisst prosjektil, men for øyeblikket klarer ingen av de studerte matematiske modellene å beskrive den riktige trenden for et flatt prosjektil.

Arbeidet vil øke forståelsen for de ulike fenomenene som oppstår under perforeringen i forhold til platens evne til å motstå prosjektilet.

Avhandlingen setter søkelys på hvor kompleks problemstilling støtbelastning er, og hvor viktig det er å ha en nøyaktig numerisk modell som klarer å beskrive oppførselen under treffet og platens motstandsdyktighet.

Avhandlingen har tittelen «High-strength steel plates subjected to projectile impact - An experimental and numerical study / Perforering av plater i høyfast stål - Et eksperimentelt og numerisk studium».

Arbeidet er utført ved Institutt for konstruksjonsteknikk, NTNU, med professor Odd Sture Hopperstad som hovedveileder. Medveiledere har vært dr.ing. Tore Børvik og professor Magnus Langseth. Arbeidet er finansiert av NTNU og Forsvarsbygg.