Modeling of impact processes in a textile armor and in a human body on a computational cluster SKIF Ural

Authors

  • N.Yu. Dolganina
  • S.B. Sapozhnikov
  • A.A. Maricheva

Keywords:

textile armor
impact
FEA model
human chest
supercomputer simulation

Abstract

A numerical modeling of impact processes in a textile armor and in a human body is considered. A human chest model is proposed using the SolidWorks software package. Numerical experiments were conducted to study the scalability of problems devoted to the dynamic interaction of an indenter with fabric barriers of different size and different number of layers as well as to the dynamic interaction of the indenter with a human chest by the finite element analysis in the framework of the LS-DYNA software package. The paper was prepared on the basis of the authors’ report at the International Conference on Parallel Computing Technologies (PaVT-2010; http://agora.guru.ru/pavt).

New computational technologies

Downloads

Published

2010-03-28

Issue

Vol. 11 (2010): Issue 1.

Section

Section 1. Numerical methods and applications

Author Biographies

N.Yu. Dolganina

South Ural State University,
Institute of Natural Sciences and Mathematics
• Assistant

S.B. Sapozhnikov

South Ural State University,
Institute of Natural Sciences and Mathematics
• Professor

A.A. Maricheva

South Ural State University,
Institute of Natural Sciences and Mathematics
• Assistant

References

  1. Recht R.F. Analytical modeling of plate penetration dynamics // High Velocity Impact Dynamics / J.A. Zucas, R.F. Recht. New York: Wiley, 1990.
  2. ГОСТ Р50744-95. Бронеодежда. Классификация и общие технические требования.
  3. NIJ Standard - 0101.06. Ballistic Resistance of Body Armor.
  4. Roberts J.C., Biermann P.J., O’Connor J.V., Ward E.E., Cain R.P., Carkhuff B.G., Merkle A.C. Modeling nonpenetrating ballistic impact on a human torso // Johns Hopkins Applied Physics Laboratory Technical Digest. 2005. 26, N 1. 85-92.
  5. Григорян В.А., Буланова М.Е., Дашевская О.Б., Маринин В.М., Хромушин В.А. Влияние некоторых факторов на потивоосколочную стойкость текстильной брони из основных арамидных тканей // Вопросы оборонной техники. Сер. 15: Композиционные и неметаллические материалы в машиностроении. Вып. 3(140)-4(141). М.: МНЦ «Информтехника», 2005. 23-25.
  6. Ivanov D.S., Baudry F., van den Broucke B., Lomov S.V., Xie H., Verpoest I. Failure analysis of triaxial braided composite // Composites Science and Technology. 2009. 69, N 9. 1372-1380.
  7. Broos H., Herlaar K. Explicit FE modeling of ballistic impact on textile armour systems // Finite Element Modelling of Textiles and Textile Composites. St. Petersburg, 2007 (CD edition).
  8. Долганина Н.Ю., Сапожников С.Б. Связь динамической прочности арамидных тканей с искривлением нитей в них // Наука и Технологии. Труды XXV Российской школы и XXXV Уральского семинара, посвященных 60-летию Победы. М.: 2005, 103-110.
  9. Сапожников С.Б., Долганина Н.Ю., Сахаров С.А. Моделирование динамики взаимодействия ударника и многослойного тканевого пакета // Вопросы оборонной техники. Сер. 15. Композиционные и неметаллические материалы в машиностроении. Вып. 3(140)-4(141). М.: МНЦ «Информтехника», 2005. 38-41.
  10. Sapozhnikov S.B., Forental M.V., Dolganina N.Yu. Improved methodology for ballistic limit and blunt trauma estimation for use with hybrid metal/textile body armor // Finite Element Modelling of Textiles and Textile Composites. St. Petersburg, 2007 (CD edition).
  11. LS-DYNA Keyword user’s manual. 970 . LSTC, 2003.
  12. Разрушение. Том 7. Разрушение неметаллов и композитных материалов. Часть II. Органические материалы (стеклообразные полимеры, эластомеры, кость) / Под ред. Ю.Н. Работнова. М.: Мир, 1976.
  13. Высокопроизводительный вычислительный кластер «СКИФ Урал» // (http://supercomputer.susu.ru/computers/ckif_ural/).