Perhitungan dilakukan dengan software LS-DYNA ver.971, sebuah kode Finite Element Method untuk masalah-masalah non-linear.
Material Data
Material peluru dimodelkan sebagai gabungan dari logam tembaga (copper alloy) dan timbal (lead, Pb). Pada peluru sebenarnya, jaket peluru terbuat dari tembaga dan intinya terbuat dari timbal. Untuk simplifikasi model, pada perhitungan ini untuk Yield Stress dan Young Modulus diambil dari sifat tembaga, sementara massa jenis dan poisson ratio, dari sifat timbal. Untuk plat baja, karakteristik material adalah baja berkekuatan tinggi (high tensile strength steel) biasa.
Model material untuk peluru dan plat baja adalah bi-linear model seperti pada Gbr.2. Dengan model ini, fase plastisitas dan pengerasan (workhardening) turut diperhitungkan. Akan tetapi untuk menghemat waktu penghitungan, efek dari strain rate dan kenaikan temperatur diabaikan.
Dalam simulasi ini dipakai metode erosion. Erosion adalah salah satu cara untuk memodelkan “kerusakan”.
Yaitu dengan menon-aktifkan elemen yang sudah mencapai failure strain. Dengan opsi ini, ikatan antar nodes (bisa dianggap ikatan particle-to-particle), diputus. Opsi ini memungkinkan visualisasi fenomena seperti material putus, penyok, hancur lebur, dan sebagainya.
Detail material adalah seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Data Material Peluru dan Plat
|
Karakteristik (satuan) |
Peluru |
Plat |
|
Yield stress (GPa) |
1.0 |
1.5 |
|
Young Modulus (GPa) |
110 |
208 |
|
Workhardening gradient (GPa) |
5 |
3 |
|
Failure strain Fs (-) |
2.0 |
0.3 |
|
Poisson’s ratio (-) |
0.44 |
0.28 |
|
Density (kg/mm3) |
4 gr weight |
7.82e-6 |
Kondisi Tumbukan
Dalam simulasi ini kondisi peluru saat menumbuk plat baja diperlihatkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Kecepatan dan Rotasi Peluru Saat Tumbukan
|
Kasus |
Kecepatan |
Rotasi |
|
Strike1 |
200 m/s |
0 |
|
Strike2 |
400 m/s |
0 |
|
Strike3 |
400 m/s |
180,000 rpm |
Parameter pada Software LSDYNA
LSDYNA contact: *ERODING_SINGLE_SURFACE
Material type: *MAT_PLASTIC_KINEMATIC
Waktu simulasi: approx.50minutes (Core 2 Duo, @2.66GHz)
———————————————————————–
Hasil Simulasi:
Strike 1.
Pada kecepatan ini, peluru tidak sampai menembus armor, tapi cukup melubanginya sampai lebih dari setengah kedalaman.
Strike1. V=200m/s, no rotation
Lihat video:
Strike 2.
Peluru menembus plat baja pertama, penetrasi pada plat baja kedua sampai kira-kira 3/4 tebal plat.
Strike2. V=400m/s, no rotation
Lihat video:strike2_xvid
Strike 3.
Peluru menembus plat pertama, berhenti pada plat kedua.
Pengaruh rotasi peluru menyebabkan plat kedua pun terlubangi, karena ada material yang terlempar disebabkan stress wave yang intensitasnya tinggi (spalling).
Lihat video:
**copyright Simulasi-Teknik.**
www.simulasi-teknik.com
Credits:
LSDYNA is a FEM explicit code owned by LSTC (many thanks to Dr.John Hallquist, President of LSTC)