Balistique terminale : Essais et simulations
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Balistique terminale : Essais et simulations
par Julien77 Sam 28 Nov 2020 - 20:22
Je vous propose de vous montrer ce qu’il est maintenant possible de faire dans le domaine de la balistique terminale, c'est-à-dire l’étude de l’impact des projectiles sur une cible.
Dans le cadre de mon travail, dans un bureau d’études et de calculs de structures, j’ai accès à un logiciel de dynamique rapide.
La dynamique rapide, comme son nom l’indique, permet de modéliser le comportement des structures pour des déformations rapides et/ou importantes.
Les principaux domaines d’application de ces calculs concernent :
- Automobile : Simulation de crash, beaucoup utilisé pour limiter le nombre d’essais réel, ou quand la voiture n’existe même pas encore physiquement.
- Aéronautique : Choc oiseau : comme pour le crash automobile mais entre un oiseau et une partie de l’avion ou de son réacteur.
- La fabrication : Simulation d’emboutissage ou de forgeage
- Militaire : Etude de la résistance des blindages, ou de l’efficacité des pénétrateurs.
S’utilise aussi sans projectile, uniquement avec la détonation d’une charge explosive contre un blindage ou un véhicule (charge creuse ou mine type IED).
On va donc comparer la simulation avec des essais réels pour les configurations suivantes :
Projectiles sur cible à 100 mètres :
Mosin Nagant 7.62x54R 148 grains, surplus Chinois
SKS 45 7.62x39 124 grains, surplus Chinois
On peut estimer que la vitesse du projectile au bout de 100 mètres sera d’environ 800m/s pour le 7.62x54 et de 650 m/s pour le 7.62x39.
La cible est un gong que j’utilise pour les armes de poings, qui est taillé dans une tôle d’acier doux de 10mm (acier type S235).
Les munitions de surplus que j’ai utilisé ne comportent pas de plomb mais un barreau en acier doux comme on peut le voir sur la coupe :
Pour la simulation on va considérer uniquement ce barreau avec la masse totale du projectile, on ne modélise donc pas l’enveloppe en cuivre.
Comme souvent dans les simulations, on exploite les symétries pour réduire la taille des modèles et les temps de calcul.
Simulation projectile 7,62x39 à 650 m/s contre une cible en acier doux :
Comparaison avec l'essai du 7,62x39 :
On a pas de perforation mais un cratère plus large que le diamètre du projectile, ce qui indique que le barreau a très certainement champignonné :
Simulation projectile 7,62x54R à 800 m/s contre une cible en acier doux :
Comparaison avec l'essai du 7,62x54R :
On a une perforation totale de la plaque de 10mm, la bosse à droite est un impact de 7.62x39 :
Vue latérale :
Là aussi le projectile à visiblement fait un champignon, le trou est plus large que le projectile :
J'ai commandé de la tôle en acier dur pour faire des gongs, j'ai pris du DurSteel 410
D'une dureté d'environ 400 HB, avec une limite élastique d'environ 1100 Mpa, là où la tôle d'acier doux S235 est à 235 Mpa.
Voir ici pour des explications sur les duretés des matériaux : https://fr.wikipedia.org/wiki/Duret%C3%A9_Brinell
Simulation projectile 7,62x39 à 650 m/s contre une cible en acier dur :
Il n'y a quasiment aucune déformation de la cible, seul le projectile se déforme.
J'ai pas pu tester au 7,62x39 ma nouvelle cible, mais avec du 300 Wmag donc avec une vitesse probablement proche des 1000 m/s :
On observe un très léger cratère de quelques dixièmes de millimètres.
Là aussi la simulation semble bien fidèle à la réalité.
A+, Julien
Dans le cadre de mon travail, dans un bureau d’études et de calculs de structures, j’ai accès à un logiciel de dynamique rapide.
La dynamique rapide, comme son nom l’indique, permet de modéliser le comportement des structures pour des déformations rapides et/ou importantes.
Les principaux domaines d’application de ces calculs concernent :
- Automobile : Simulation de crash, beaucoup utilisé pour limiter le nombre d’essais réel, ou quand la voiture n’existe même pas encore physiquement.
- Aéronautique : Choc oiseau : comme pour le crash automobile mais entre un oiseau et une partie de l’avion ou de son réacteur.
- La fabrication : Simulation d’emboutissage ou de forgeage
- Militaire : Etude de la résistance des blindages, ou de l’efficacité des pénétrateurs.
S’utilise aussi sans projectile, uniquement avec la détonation d’une charge explosive contre un blindage ou un véhicule (charge creuse ou mine type IED).
On va donc comparer la simulation avec des essais réels pour les configurations suivantes :
Projectiles sur cible à 100 mètres :
Mosin Nagant 7.62x54R 148 grains, surplus Chinois
SKS 45 7.62x39 124 grains, surplus Chinois
On peut estimer que la vitesse du projectile au bout de 100 mètres sera d’environ 800m/s pour le 7.62x54 et de 650 m/s pour le 7.62x39.
La cible est un gong que j’utilise pour les armes de poings, qui est taillé dans une tôle d’acier doux de 10mm (acier type S235).
Les munitions de surplus que j’ai utilisé ne comportent pas de plomb mais un barreau en acier doux comme on peut le voir sur la coupe :
Pour la simulation on va considérer uniquement ce barreau avec la masse totale du projectile, on ne modélise donc pas l’enveloppe en cuivre.
Comme souvent dans les simulations, on exploite les symétries pour réduire la taille des modèles et les temps de calcul.
Simulation projectile 7,62x39 à 650 m/s contre une cible en acier doux :
Comparaison avec l'essai du 7,62x39 :
On a pas de perforation mais un cratère plus large que le diamètre du projectile, ce qui indique que le barreau a très certainement champignonné :
Simulation projectile 7,62x54R à 800 m/s contre une cible en acier doux :
Comparaison avec l'essai du 7,62x54R :
On a une perforation totale de la plaque de 10mm, la bosse à droite est un impact de 7.62x39 :
Vue latérale :
Là aussi le projectile à visiblement fait un champignon, le trou est plus large que le projectile :
J'ai commandé de la tôle en acier dur pour faire des gongs, j'ai pris du DurSteel 410
D'une dureté d'environ 400 HB, avec une limite élastique d'environ 1100 Mpa, là où la tôle d'acier doux S235 est à 235 Mpa.
Voir ici pour des explications sur les duretés des matériaux : https://fr.wikipedia.org/wiki/Duret%C3%A9_Brinell
Simulation projectile 7,62x39 à 650 m/s contre une cible en acier dur :
Il n'y a quasiment aucune déformation de la cible, seul le projectile se déforme.
J'ai pas pu tester au 7,62x39 ma nouvelle cible, mais avec du 300 Wmag donc avec une vitesse probablement proche des 1000 m/s :
On observe un très léger cratère de quelques dixièmes de millimètres.
Là aussi la simulation semble bien fidèle à la réalité.
A+, Julien
Julien77- private
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Re: Balistique terminale : Essais et simulations
par Sulfat Sam 28 Nov 2020 - 20:58
Intéressant 
Faut tirer ça si tu veux lui faire mal à ton bout de ferraille :
30-06 “30 CAL M2 AP” Armor Piercing | The Ammo Channel
Faut tirer ça si tu veux lui faire mal à ton bout de ferraille :
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Sulfat- hors classe
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Re: Balistique terminale : Essais et simulations
par Raisehell Sam 28 Nov 2020 - 21:01
Bien sympa et effectivement, le logiciel est plutôt dans le vrai 
Raisehell- hors classe
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Re: Balistique terminale : Essais et simulations
par Monsieur N. Dim 29 Nov 2020 - 16:29
Pour ceux que les tests balistiques intéressent, il y a le site" Box o Truth" ( la boite de vérité).
Les tests ne sont pas réalisés avec des moyens de laboratoire scientifique mais avec du matériel accessible à tout le monde.
On y trouve entre autres des essais de pénétration dans les textiles, des bidons d'eau ou des planches et quelques uns de ces tests démontent certaines légendes.
https://www.theboxotruth.com/
Les tests ne sont pas réalisés avec des moyens de laboratoire scientifique mais avec du matériel accessible à tout le monde.
On y trouve entre autres des essais de pénétration dans les textiles, des bidons d'eau ou des planches et quelques uns de ces tests démontent certaines légendes.
https://www.theboxotruth.com/
Monsieur N.- brigadier-general
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Re: Balistique terminale : Essais et simulations
par bob66 Dim 29 Nov 2020 - 17:59
Très interessant merci
bob66- brigadier-general
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Re: Balistique terminale : Essais et simulations
par bob66 Dim 29 Nov 2020 - 18:11
Je viens de regarder merci ça à l'air génialMonsieur N. a écrit:Pour ceux que les tests balistiques intéressent, il y a le site" Box o Truth" ( la boite de vérité).
Les tests ne sont pas réalisés avec des moyens de laboratoire scientifique mais avec du matériel accessible à tout le monde.
On y trouve entre autres des essais de pénétration dans les textiles, des bidons d'eau ou des planches et quelques uns de ces tests démontent certaines légendes.
https://www.theboxotruth.com/
bob66- brigadier-general
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Re: Balistique terminale : Essais et simulations
par jyd Sam 12 Déc 2020 - 14:50
Très intéressant ! Merci !
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Re: Balistique terminale : Essais et simulations
par bebo Sam 12 Déc 2020 - 22:53
Hello,
Très intéressant.
Bien, enfin quelqu'un qui ne confond pas Joule et watt et kg.m /s et qui parle de Pascal!
Peux tu compliquer ?
Qu'elle est la quantité de mouvement à l'impact etpeux tu faire une simulation en fonction de la forme de la balle : la pointe touche d'abord, s'écrase ET pénètre puis la surface de contact augmente et donc la pression / mm^2 diminue. Ce qui correspond à tes photos en fait.
Très intéressant.
Bien, enfin quelqu'un qui ne confond pas Joule et watt et kg.m /s et qui parle de Pascal!
Peux tu compliquer ?
Qu'elle est la quantité de mouvement à l'impact etpeux tu faire une simulation en fonction de la forme de la balle : la pointe touche d'abord, s'écrase ET pénètre puis la surface de contact augmente et donc la pression / mm^2 diminue. Ce qui correspond à tes photos en fait.
bebo- colonel
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Re: Balistique terminale : Essais et simulations
par Ligure Dim 13 Déc 2020 - 7:52
Très belle présentation de la balistique terminale de munitions très répandues employées dans deux matériaux bien définis. Ça donne au passage une petite idée des utilisation de l'informatique en ingénierie. Merci pour sa clarté! Q: quel logiciel avez-vous employé?
Ligure- private first class
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Re: Balistique terminale : Essais et simulations
par Julien77 Lun 14 Déc 2020 - 23:11
bebo a écrit:Hello,
Très intéressant.
Bien, enfin quelqu'un qui ne confond pas Joule et watt et kg.m /s et qui parle de Pascal!
Peux tu compliquer ?
Qu'elle est la quantité de mouvement à l'impact etpeux tu faire une simulation en fonction de la forme de la balle : la pointe touche d'abord, s'écrase ET pénètre puis la surface de contact augmente et donc la pression / mm^2 diminue. Ce qui correspond à tes photos en fait.
Oui bien sur on peut faire une ogive avec une pointe et faire aussi autour une enveloppe en cuivre, mais c'est plus long que de faire une rapide démonstration.
Le logiciel s'appelle AutoDyn, mais il y en a aussi d'autres : LS Dyna, Radioss, PamCrash, Abaqus Explicite, ...Très belle présentation de la balistique terminale de munitions très répandues employées dans deux matériaux bien définis. Ça donne au passage une petite idée des utilisation de l'informatique en ingénierie. Merci pour sa clarté! Q: quel logiciel avez-vous employé?
L’intérêt d'AutoDyn, c'est qu'il comporte une bibliothèque importante de matériaux caractérisés pour la dynamique rapide.
Pour expliquer simplement, les matériaux solides, ou liquides, ont des comportements différents à haute vitesse de déformation.
Certains se comportent donc comme des matériaux plus durs, d'autres non.
Ces codes de calculs prennent même en compte la température de fusion des matériaux, car les transformations rapides et les frottements lors de la perforation génèrent souvent une chaleur importante.
A+, Julien
Julien77- private
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Re: Balistique terminale : Essais et simulations
par Reinho Mar 15 Déc 2020 - 9:17
Et il y a moyen d'avoir ce genre de test balistique sur de la viande?
Je serais curieux de voir des résultats de certaines munitions
Je serais curieux de voir des résultats de certaines munitions
Reinho- second lieutnant
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Re: Balistique terminale : Essais et simulations
par Julien77 Mar 15 Déc 2020 - 19:59
Reinho a écrit:Et il y a moyen d'avoir ce genre de test balistique sur de la viande?
Je serais curieux de voir des résultats de certaines munitions
Salut Reinho,
Je viens de regarder, on peut simuler un milieu aqueux, on ajustant certains paramètres,on peut donc se rapprocher du gel balistique.
Si j'ai le temps, je fais quelque chose avant ce week end.
Tu pense à quel type de munitions ? expansives ?
A+, Julien (en plus je suis un de tes Teeper
)
Julien77- private
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Re: Balistique terminale : Essais et simulations
par Julien77 Sam 19 Déc 2020 - 21:57
Petit essai avec un un impact dans un bloc d'eau :
Julien77- private
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