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J-GLOBAL ID：202102273681174537   整理番号：21A1073460

フラットおよびサドルノーズ発射体を用いたUHMWPE糸への弾道衝撃に関するモデリングと実験【JST・京大機械翻訳】

Modeling and Experiments on Ballistic Impact into UHMWPE Yarns Using Flat and Saddle-Nosed Projectiles

著者 (4件)： Phoenix Stuart Leigh (Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering, Cornell University, 321 Thurston Hall, Ithaca, NY 14853, USA) ,  Heisserer Ulrich (DSM Ahead, Materials Science Centre, 6160 MD Geleen, The Netherlands) ,  Werff Harm Van der (DSM Dyneema, 6160 BD Geleen, The Netherlands) ,  Jagt-Deutekom Marjolein Van der (TNO, Laboratory for Ballistic Research, P.O. Box 45, 2280 Rijswijk, The Netherlands)
資料名： Fibers (Web)  (Fibers (Web))
巻： 5  号： 1  ページ： 8  発行年： 2017年 
JST資料番号： U7183A  ISSN： 2079-6439  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)繊維の弾道関連,Young率および引張強度を決定するために,ヤーンシューチング実験を行った。ターゲット標本は,Dyneema SK76糸(1760dtex)で,40回転/mに捻じて,29~2200MPaの範囲の応力に最初に緊張した。ヤーンは,150から555m/sの範囲の速度で2種類の円筒形鋼投射物体によって横方向に影響を受けた。(i)フラットな背面面がベベルドノーズよりも糸に衝突する逆燃焼,フラグメントシミュレーティング投射物体(FSP);および(ii)衝撃の領域に円形曲率を与える特別の輪郭のある鼻を持つ「石-鼻の投射物体,しかし,糸の滑りを防ぐため横方向に逆の曲率を横切った。実験データは,三角形横波の進展の逐次写真画像と,間隔,圧電電気センサを用いて測定した引張波速度から構成された。引張波速度から計算したヤーンYoung率は,最小初期引張で133GPaから最高初期引張で208GPaまで変化した。しかし,投射物体衝撃速度を変化させ,衝撃に及ぼす歪ジャンプは,弾性率にほとんど影響しなかった。1D糸衝撃に対する古典的Cole-Smithモデルからの予測に反して,糸破壊の臨界速度は,2つの投射物体タイプに対して著しく異なり,それは,平面,逆FSP投射物体に対して18%低く,サドル-ノーズ投射物体と比較して,ヤーン強度において見かけの25%差に変換した。この差を説明するために,古典的モデルにおける外向き波伝播とは対照的に,平面投射物体による鈍い衝撃の下で張力波衝突を組込む波動伝搬モデルを開発した。実験とモデル予測の間の一致は,広範囲の初期糸張力にわたって顕著であった。しかし,計算した破壊応力対ヤーンプレテンション応力のプロットは,臨界速度対初期張力のプロットがゼロ速度で3.4GPaに投影されたけれども,準静的引張試験から3.4GPaよりはるかに低い見かけの糸強度をもたらした。この強度低減(アラミド繊維においても)は,投射物体下の圧縮衝撃波からの横方向繊維歪と糸圧密が,新しい横波前線における繊維-オン-繊維干渉をもたらし,深さによる繊維引張歪の勾配と,投射物体面に近い繊維中の歪濃度を引き起こすことを示唆した。この現象を説明するためにモデルを開発した。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： Young率 ,  圧密 ,  *衝撃 ,  衝撃波 ,  引張試験 ,  圧電気 ,  波動伝搬 ,  *投射物体 ,  横波 ,  引張 ,  引張強さ ,  張力 ,  一次元 ,  *超高分子量ポリエチレン
準シソーラス用語： *弾道衝撃 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (3件)： UHMWPE糸の弾道衝撃 ,  動的Young率 ,  衝撃波衝突

分類 (3件)： クラッド材  (WE04020G) ,  機械的性質  (WB02030U) ,  ポリオレフィン  (YH07090L)

引用文献 (47件)：

• Phoenix, S.L.; Skelton, J. Transverse compressive moduli and yield behavior of some orthotropic high modulus filaments. Text. Res. J. 1974, 44, 934-940.
• Cheng, M.; Chen, W.; Weerasooriya, T. Experimental investigation of the transverse mechanical properties of a single Kevlar KM2 fiber. Int. J. Solids Struct. 2004, 41, 6215-6232.
• Golovin, K.; Phoenix, S.L. Effects of extreme transverse deformation on the strength of UHMWPE single filaments for ballistic applications. J. Mater. Sci. 2016, 51, 8075-8086.
• Van der Werff, H.; Heisserer, U. 3 - High-performance ballistic fibers: Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE). In Advanced Fibrous Composite Materials for Ballistic Protection; Chen, X., Ed.; Woodhead, 2016; Available online: http://dx.doi.org/10.1016/B978-1-78242-461-1.00003-0 (accessed on 1 February 2017).
• Cunniff, P.M. Dimensional parameters for optimization of textile-based body armor systems. In Proceedings of the 18th International Symposium of Ballistics, San Antonio, TX, USA, 15-19 November 1999.

タイトルに関連する用語 (8件)： フラット ,  サドル ,  ノーズ ,  発射体 ,  UHMWPE ,  弾道衝撃 ,  モデリング ,  実験