変形・破壊特性のひずみ速度依存性を考慮した鋼板貫通評価式の開発と確率論的貫通評価

研究実績の概要は下記の通り。①【エネルギー論に基づいた貫通評価式の検討】鋼板に飛翔体が衝突すると弾塑性応力波が伝播し、変形が生じる。この鋼板の変形により消費されるエネルギーから飛翔体速度が減少する機構を想定し、貫通現象を表す式の検討を行った。貫通試験を模擬した動的陽解法による有限要素解析を実施したところ、弾塑性波が到達した範囲では被貫通板が変形し、その外側では未変形部が見られた。想定していた変形機構に基づく事象が生じる様子が見られたため、この変形機構を採用した貫通評価式を用いる方針とした。②【確率論的貫通評価手法の検討】限界状態設計法において破壊評価に貫通評価式を用いると、材料強度や貫通条件がばらつきを持つときに貫通現象の確率論的評価が可能となることがわかった。③【貫通試験装置の改良と文献調査】今回用いる貫通試験装置でこれまで経験のない厚い被貫通鋼板(6mm～)での貫通試験を行えるようにするため、試験装置の出力を増強し、サボの取り付け方に工夫をすることで厚さ6mm以上の被貫通板に対する貫通試験が可能となることを確認した。動的陽解法による有限要素解析により、今回用いる貫通試験装置の固定部による限界貫通速度に影響がない直径を系統的に調べ、固定部の影響がなくなる直径を明らかにし、これを試験で用いる飛翔体の直径とした。また、貫通評価式開発に用いるため、被貫通板取付部の後方に磁気を利用した飛翔体速度計測装置を取り付け、飛翔体の貫通後の残余速度を計測できるようにした。加えて、貫通試験に関する文献を調査し、限界貫通速度データを入手した。④【テイラー衝撃試験の改良】評価対象材料の小型飛翔体同士を衝突させ、摩擦の影響をなくすことができるテイラー衝撃試験の手法を検討し、向かい合った射出管からタイミングを合わせて小型飛翔体を射出し、小型飛翔体同士を正対衝突させることができるようになった。

研究実績の概要は下記の通り。①【エネルギー論に基づいた貫通評価式の検討】鋼板に飛翔体が衝突すると弾塑性応力波が伝播し、変形が生じる。この鋼板の変形により消費されるエネルギーから飛翔体速度が減少する機構を想定し、貫通現象を表す式の検討を行った。貫通試験を模擬した動的陽解法による有限要素解析を実施したところ、弾塑性波が到達した範囲では被貫通板が変形し、その外側では未変形部が見られた。想定していた変形機構に基づく事象が生じる様子が見られたため、この変形機構を採用した貫通評価式を用いる方針とした。②【確率論的貫通評価手法の検討】限界状態設計法において破壊評価に貫通評価式を用いると、材料強度や貫通条件がばらつきを持つときに貫通現象の確率論的評価が可能となることがわかった。③【貫通試験装置の改良と文献調査】今回用いる貫通試験装置でこれまで経験のない厚い被貫通鋼板(6mm～)での貫通試験を行えるようにするため、試験装置の出力を増強し、サボの取り付け方に工夫をすることで厚さ6mm以上の被貫通板に対する貫通試験が可能となることを確認した。動的陽解法による有限要素解析により、今回用いる貫通試験装置の固定部による限界貫通速度に影響がない直径を系統的に調べ、固定部の影響がなくなる直径を明らかにし、これを試験で用いる飛翔体の直径とした。また、貫通評価式開発に用いるため、被貫通板取付部の後方に磁気を利用した飛翔体速度計測装置を取り付け、飛翔体の貫通後の残余速度を計測できるようにした。加えて、貫通試験に関する文献を調査し、限界貫通速度データを入手した。④【テイラー衝撃試験の改良】評価対象材料の小型飛翔体同士を衝突させ、摩擦の影響をなくすことができるテイラー衝撃試験の手法を検討し、向かい合った射出管からタイミングを合わせて小型飛翔体を射出し、小型飛翔体同士を正対衝突させることができるようになった。