Simulation von Beschusstests an mehrlagigen Stahlverbundwerkstoffen

Alexander Legenstein

Simulation von Beschusstests an mehrlagigen Stahlverbundwerkstoffen

Translated title of the contribution: Simulation of shooting tests on multi-layered steel composites

Alexander Legenstein

Chair of Metal Forming (560)

Research output: Thesis › Master's Thesis

Abstract

The aim of this work is the evaluation of the efficiency of protection of steel composites against bullet shots. Therefore, simulations with Abaqus were executed. Furthermore, an evaluation of the influence of the simulation parameters and material parameters on the results was carried out A comparison of simulations with the complex real projectile and the steel core only was also part of this study. To validate the simulation results, a comparison with simulation results of different studies has been performed. The steel composites consist of Secure 500, Weldox 460 E and HF Stahl. Secure 500 and Weldox 460 E are commercially available. HF Stahl is a theoretical material model with high hardness values, which has been generated to evaluate the influence of different sheet properties in the composite. It could be shown, that loose steel composites tend to have a negative impact on the penetration depth. Furthermore, the simulation results proved that the sequence of firmly connected hard and soft steel in the composite arrangement does not have a strong influence on the results. For steel composites consisting of four layers, the combination Weldox 460 E/HF Stahl/HF Stahl/Weldox 460 E provides the best results regarding residual velocity of the bullet.

Translated title of the contribution	Simulation of shooting tests on multi-layered steel composites
Original language	German
Qualification	Dipl.-Ing.
Awarding Institution	Montanuniversität
Supervisors/Advisors	Stockinger, Martin, Supervisor (internal)
Award date	25 Oct 2019
Publication status	Published - 2019

Bibliographical note

no embargo

Keywords

simulation
FEM
ballistics
steel composites

Cite this

@mastersthesis{a7d6384260a64bddbe25f450e7ed4385,

title = "Simulation von Beschusstests an mehrlagigen Stahlverbundwerkstoffen",

abstract = "Ziel dieser Arbeit ist die Beurteilung der Schutzwirkung von Stahlverbundwerkstoffen gegen Beschuss mit Projektilen. Hierf{\"u}r werden Simulationen mit Abaqus durchgef{\"u}hrt. Dar{\"u}ber hinaus sollen die Einfl{\"u}sse der Simulations- und Materialparameter auf das Ergebnis beurteilt werden. Des Weiteren wird ein Vergleich der Simulationsergebnisse des komplexen realen Projektils mit einem auf den Stahlkern reduzierten durchgef{\"u}hrt. Die Validierung der Simulationsergebnisse erfolgt durch Vergleiche mit Simulationsergebnissen anderer Studien. F{\"u}r die Stahlverbunde werden die St{\"a}hle Secure 500, Weldox 460 E und HF Stahl verwendet. Wobei es sich bei Weldox 460 E und Secure 500 um kommerziell erh{\"a}ltliche St{\"a}hle handelt und HF Stahl, ein in Abaqus k{\"u}nstlich erstelltes Materialmodell beschreibt, welchem eine hohe H{\"a}rte zugeordnet wird, um den Einfluss der unterschiedlichen Eigenschaften im Verbund zu analysieren. Es hat sich gezeigt, dass lose miteinander verbundene Stahlverbundwerkstoffe tendenziell einen negativen Einfluss auf die Eindringtiefe des Projektils haben. Dar{\"u}ber hinaus gibt es in Bezug auf die Reihenfolge der harten oder weichen St{\"a}hle kaum Unterschiede bei den fest verbundenen Stahlverbundwerkstoffen. F{\"u}r vierlagige Stahlverbundwerkstoffe wurde das beste Ergebnis mit der Kombination Weldox 460 E/HF Stahl/HF Stahl/Weldox 460 E erzielt.",

keywords = "simulation, FEM, ballistics, steel composites, Simulation, FEM, Ballistik, Stahlverbundwerkstoffe",

author = "Alexander Legenstein",

note = "nicht gesperrt",

year = "2019",

language = "Deutsch",

school = "Montanuniversit{\"a}t Leoben (000)",

}

TY - THES

T1 - Simulation von Beschusstests an mehrlagigen Stahlverbundwerkstoffen

AU - Legenstein, Alexander

N1 - nicht gesperrt

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Ziel dieser Arbeit ist die Beurteilung der Schutzwirkung von Stahlverbundwerkstoffen gegen Beschuss mit Projektilen. Hierfür werden Simulationen mit Abaqus durchgeführt. Darüber hinaus sollen die Einflüsse der Simulations- und Materialparameter auf das Ergebnis beurteilt werden. Des Weiteren wird ein Vergleich der Simulationsergebnisse des komplexen realen Projektils mit einem auf den Stahlkern reduzierten durchgeführt. Die Validierung der Simulationsergebnisse erfolgt durch Vergleiche mit Simulationsergebnissen anderer Studien. Für die Stahlverbunde werden die Stähle Secure 500, Weldox 460 E und HF Stahl verwendet. Wobei es sich bei Weldox 460 E und Secure 500 um kommerziell erhältliche Stähle handelt und HF Stahl, ein in Abaqus künstlich erstelltes Materialmodell beschreibt, welchem eine hohe Härte zugeordnet wird, um den Einfluss der unterschiedlichen Eigenschaften im Verbund zu analysieren. Es hat sich gezeigt, dass lose miteinander verbundene Stahlverbundwerkstoffe tendenziell einen negativen Einfluss auf die Eindringtiefe des Projektils haben. Darüber hinaus gibt es in Bezug auf die Reihenfolge der harten oder weichen Stähle kaum Unterschiede bei den fest verbundenen Stahlverbundwerkstoffen. Für vierlagige Stahlverbundwerkstoffe wurde das beste Ergebnis mit der Kombination Weldox 460 E/HF Stahl/HF Stahl/Weldox 460 E erzielt.

AB - Ziel dieser Arbeit ist die Beurteilung der Schutzwirkung von Stahlverbundwerkstoffen gegen Beschuss mit Projektilen. Hierfür werden Simulationen mit Abaqus durchgeführt. Darüber hinaus sollen die Einflüsse der Simulations- und Materialparameter auf das Ergebnis beurteilt werden. Des Weiteren wird ein Vergleich der Simulationsergebnisse des komplexen realen Projektils mit einem auf den Stahlkern reduzierten durchgeführt. Die Validierung der Simulationsergebnisse erfolgt durch Vergleiche mit Simulationsergebnissen anderer Studien. Für die Stahlverbunde werden die Stähle Secure 500, Weldox 460 E und HF Stahl verwendet. Wobei es sich bei Weldox 460 E und Secure 500 um kommerziell erhältliche Stähle handelt und HF Stahl, ein in Abaqus künstlich erstelltes Materialmodell beschreibt, welchem eine hohe Härte zugeordnet wird, um den Einfluss der unterschiedlichen Eigenschaften im Verbund zu analysieren. Es hat sich gezeigt, dass lose miteinander verbundene Stahlverbundwerkstoffe tendenziell einen negativen Einfluss auf die Eindringtiefe des Projektils haben. Darüber hinaus gibt es in Bezug auf die Reihenfolge der harten oder weichen Stähle kaum Unterschiede bei den fest verbundenen Stahlverbundwerkstoffen. Für vierlagige Stahlverbundwerkstoffe wurde das beste Ergebnis mit der Kombination Weldox 460 E/HF Stahl/HF Stahl/Weldox 460 E erzielt.

KW - simulation

KW - FEM

KW - ballistics

KW - steel composites

KW - Simulation

KW - FEM

KW - Ballistik

KW - Stahlverbundwerkstoffe

M3 - Masterarbeit

ER -