Penetration of eroding projectiles into concrete

Mange militære anlegg er bygget av betong. Hva skjer når disse anleggene blir utsatt for angrep
fra prosjektiler? For å beregne dette trenger vi god forståelse av hvordan betongen oppfører
seg. I denne rapporten har vi gjennomført et litteraturstudium for å få en bedre oversikt over
hvordan penetrasjonsdybden til prosjektiler med høy hastighet i betong kan modelleres.
Prosjektiler med veldig høye anslagshastigheter vil bli svært deformert når de treffer målet, og
betongen vil oppføre seg annerledes om den blir truffet av noe i høy hastighet eller lav
hastighet. Dette er i utgangspunktet vanskelig å løse analytisk. I litteraturen er det presentert
flere modeller som beskriver både prosjektilet og betongen som fluider. Vi presenterer en
oversikt over disse modellene sammen med metoder for å løse likningene som beskriver
problemet.
Modellene er delt inn i to hovedkategorier. Én er basert på ren hydrodynamikk, og i den andre
er hastighetsprofilen til prosjektilet forhåndsdefinert. Modellene er sammenstilt etter de to
hovedkategoriene, som nevnt over. Oversikten er ikke fullstendig, men modellene gir et godt
bilde av hvilke fysiske prosesser som er relevante når prosjektilet deformeres i
penetrasjonsprosessen.
Penetrasjon i betong med høy hastighet, og i sterkere betong, gjør at prosjektilet vil kunne
deformeres mye. De modellene som presenteres her, vil være relevante ved dimensjonering
av militære anlegg. Modellene bør kalibreres med eksperimenter.
Modellene som er studert her, er i utgangspunktet ment å være gyldige for store hastigheter
til prosjektilet. For lave anslagshastigheter eller veldig sterk betong, kan prosjektilet betraktes
som et stivt legeme. I situasjoner hvor prosjektilet kun blir litt deformert under
penetrasjonsprosessen, trenger man en mer detaljert beskrivelse av betongen. Noen av
modellene som er presentert i rapporten, dekker dette.
Rapporten gir ingen konkrete anbefalinger om hvilke modeller som er best egnet. Man bør
velge den modellen som passer til det detaljnivået man ønsker å beskrive betongen med.
Modellene med forhåndsdefinert hastighet gir en glattere hastighetsprofil, noe som gir
likningene bedre numeriske egenskaper.