Beschuss von flüssigkeitsgefüllten Behältern [online]

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit beinhaltet Experimente und theoretische
Untersuchungen zur Erforschung des Tragverhaltens von
flüssigkeitsgefüllten Behältern unter mittlerer
Stoßgeschwindigkeit. Dünnwandige zylindrische Stahlbehälter mit
unterschiedlicher Wandstärke wurden mit Projektilen beschossen.
Um die unterschiedlichen Versagensmechanismen untersuchen zu
können, wurden leere und mit Wasser gefüllte Behälter gewählt.
Bei den mit Flüssigkeit gefüllten Behältern sind
unterschiedliche Versagensmechanismen von einer einfachen
Perforation der Behältervorder-­ und -rückseite bis hin zu einem
katastrophalem Versagen der beschossenen Behälterseite mit
Perforation der Behälterrückseite festzustellen. Die Entwicklung
einer konzentrierten Druckwelle in der Flüssigkeit, ausgehend
von dem Aufschlagpunkt des Projektils an dem Behälter, durch die
Flüssigkeit hindurch zur gegenüberliegenden Behälterwand und von
dort aus wieder zurück zum Aufschlagpunkt konnte ebenso wie eine
überlagerte Druckentwicklung auf Grund der Verdrängung der
Flüssigkeit durch das Projektil festgestellt werden. Spannungen
und Dehnungen wurden in dem Behälter gemessen. ... mehrEbenfalls hat die
Geschossgeschwindigkeit und die Geometrie des Containments
großen Einfluss auf die Versagensart des Behälters. Die
Primär­druckwelle und die reflektierten Druckwellen beeinflussen
die Rissbildung in der Behälterwand. Theoretische Untersuchungen
unter, Zuhilfenahme der FE­Methode halfen die Experimentellen
Untersuchungen zu verdeutlichen.

Abstract

The study summarizes experiments and theoretical investigations
to explore the behavior of liquid filled containers under medium
speed impact. Thin­walled cylindrical steel containers with
different wall thickness were impacted by gun projectiles. To
investigate the major difference of the container failure modes
empty and water filled containers were used. In the case of the
water filled containers the impact damages ranged from simple
perforation of front and rear wall to a catastrophic front wall
rupture which started at the rim of the impact hole and an
additional perforation of the rear wall. The development of the
pressure distribution in the water starting at the point of
penetration was followed through the container to the opposite
wall and back to the point of entry of the projectile. Stresses
and strains in the containment were registered. Also the impact
velocity and the geometry of the container cause different
failure modes. The primary and the reflected pressure fields
interact with the wall creating specific crack patterns.
Theoretical investigations by means of the Finite Element Method
helped to explain the experimental findings.