Epaisseur blindage, mécanique du choc, dynamique rapide

[bencho]

Bonjour à toutes et à tous,

Voilà, j'ai une petite question à poser. Pour un projet scolaire (école d'ingé méca), j'aimerai dimensionner une sorte de bouclier (blindage ?), de type plaque carrée fixée par des glissières en haut et en bas.

Cette protection doit résister à différentes agression ( éclat cubique, éclat obus, éclat plaque carrée...) avec pour chaque type une niveau d'énergie admissible.
Comment dimensionner de telles plaques ? (épaisseur, matériaux ...) ? Connaissez vous des méthodes ou ouvrage pour faire un prédimensionnement grossier ?

Merci par avance pour votre aide et peut etre à très bientot sur le net !

Bencho
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[Jaunin]

Bonjour, Bencho,
Il y a eu une discussion sur le forum, pour une boîte en acier qui devait tenir le choc, je ne l'ai pas encore retrouvée.
Pourriez-vous nous en dire plus sur votre plaque.
Je vais faire une recherche parmi mes livres pour voir ce qui peut vous intéresser.
Cordialement.
Jaunin__

[bencho]

Bonjour, et tout d'abord, merci pour votre réponse !

J'ai cherché sur le forum pour essayer de trouver réponse à mes questions, et je n'ai malheureusement rien trouvé au sujet de la boite dont vous parlez.

Pour ce qui est des plaques, il s'agit d'établir une sorte de barrière sur une longueur importante. Pour des raisons de facilité de montage et de fabrication, je pense concevoir la barrière en plusieurs plaques carrées accolées les unes aux autres (d'autant que des rails horizontaux existent déjà en haut et en bas, distant de 540mm.

Le cahier des charges du projet est établi de la sorte :
Protéger contre des éclats cubiques de 20g à 100m/s pour une contrainte de 100J
Contre des éclats type obus (sphérique ?) de 100g à 60m/s pour une contrainte de 180J
...etc avec les éclats "plaque carrée" et le fouettement.

Ce que j'aimerai pouvoir obtenir, ce sont les épaisseurs nécessaires pour tenir ces contraintes, pour différents matériaux (acier, plexi, ou même kevlar ?)

Merci pour toute l'aide et tous les conseils que vous pourrez m'apporter !

Bencho

[bencho]

Merci beaucoup Jaunin,
Du coup, j'ai poussé un peu plus ma recherche sur le forum, et j'ai trouvé le sujet dont vous parliez... Je suis en train de tout lire, et c'est vrai qu'il y a qq pistes intéressantes, mais je ne suis pas certain que cela suffise. Je reste curieux de toute autre information que vous pourriez me donner !

Ben'

[A voir en vidéo sur Futura]

[bencho]

Re bonjour,
Alors voilà, j'ai trouvé quelques infos sur d'autre posts. Je me suis lancé avec un premier exemple de calcul :
Eclat sphérique de 100g à 60m/s.
Soit Ec=1/2*m*v² = 180J avant impact.
Si le choc est absorbé en x=10mm (valeur arbitraire car distance entre ma plaque et l'objet à protéger le plus proche), on obtient la force equivalente au choc : F=2*Ec/x (coef 2 issu de la réaction élastique augmentant proportionnelement à la fleche de flexion)
Soit, numériquement : F=3600 N
Pour une plaque carrée d'épaisseur t en appui simple sur deux bords opposés, j'ai :
sigma=F / t² (est-il normal que la largeur de ma plaque n'intervienne pas ici ?)
Et pour respecter les caractéristiques de la plaque : sigma_max=Re
Soit t_min = racine_carrée(F/Re) Pour un acier E240, Re=240 MPa, d'ou
t_min = 3.9mm

Suite à cela, deux choses me viennent à l'esprit :
- Confirmez vous ce prédimensionnement ?
- Cet prédimensionnement ne prend pas en compte le phénomène d'indentation/perforation qui dépend de la forme d'attaque de l'éclat ?

[Jaunin]

Bonjour,
Voici quelque titre sur le sujet :

Impact dynamics J.A. Zukas ed john wiley & sons ISBN 0-471-00677-0

Balistic materials and penetration mechanics Roy c. Laible ed elsevier scientific publishing compagny ISBN 0-444-41928-4

Pouvez-vous incliner vos plaques ?
D'où vous vienne ces vitesses de projectile ?.
Vous savez que vous n'êtes pas forcément en sécurité derrière ces plaques, effet de décollements.
Cordialement.
Jaunin__

[bencho]

Bonjour,
Merci beaucoup pour ces quelques noms. Je vais essayer de voir si ces ouvrages sont disponible à la BU proche de mon école.

Il m'est impossible d'incliner ces plaques, l'espace est limité, et je ne suis même pas certain que la forme carrée pourra être possible sur toute la longueur des rails, certaines plaques auront certainement de légère découpes.

Je ne sais pas exactement d'ou viennent ces vitesses, sinon du cahier des charges... Elles doivent correspondre à une éventuelle projection de robinet issue du circuit pneumatique notamment.

Qu'appelez vous "effet de décollement" ?
Le prédimensionnement que j'ai fait et qui me donne 3.9mm vous semble-t-il juste (ordre de grandeur semble cohérent !) ?
Comment prendre en compte les risques de perforation dans mon dimensionnement?

Encore merci pour votre aide !

Bencho

[Jaunin]

Bonjour, Bencho,
Voici, encore deux liens, qui j'espère pourront, vous aidez.
Si vous prenez un arrêté sur 10 [mm], vous admettez déjà une déformation de cette valeur d'où une contrainte supplémentaire dans la plaque.
Sur la photo, lors de l'impact à droite il y a un morceau de matière à gauche qui se détache, d'où le problème quand vous êtes à l'intérieur d'un tank.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.scribd.com/doc/6032093/Armor-Basics
http://books.google.ch/books?id=qzSm...age&q=&f=false

[bencho]

D'accord, merci beaucoup pour votre aide. Je suis en train de lire les documents...

Sinon, je vois mieux ce que vous voulez dire par phénomène de décollement. Existe-t-il un moyen de les éviter (film protecteur du type qui évite l'éclatement des parebrise de voiture...)?

Si j'ai bien compris votre remarque sur mon dimensionnement, en procédant ainsi j'ai surdimensionné l'épaisseur de ma plaque !?

Bencho