ÉTUDE DE LA FRAGMENTATION DE MATÉRIAUX ENERGÉTIQUES COMPACTS

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ÉTUDE DE LA FRAGMENTATION DE MATÉRIAUX ENERGÉTIQUES COMPACTS

M. Quidot, Anne Bertrand, F. Bonthoux

To cite this version:

M. Quidot, Anne Bertrand, F. Bonthoux. ÉTUDE DE LA FRAGMENTATION DE MATÉRIAUX ENERGÉTIQUES COMPACTS. Journal de Physique Colloques, 1985, 46 (C5), pp.C5-425-C5-433.

�10.1051/jphyscol:1985553�. �jpa-00224784�

Colloque C5, supplkrnent au n08, Tome 46, aoQt 1985 page C5-425

ETUDE D E LA FRAGMENTATION DE M A T ~ R I A U X E N E R G ~ T I Q U E S COMPACTS

M. Q u i d o t , A. B e r t r a n d c t F. Bonthoux

Socigte' Nationale des Poudres e t ExpZosifs, Centre de Recherches du Bouchet, 91710 Vert Ze P e t i t , France

ResumC

-

Un ensemble d e r d s u l t a t s expdrimentaux d e f r a g m e n t a t i o n d e m a t e r i a u d n e r g d t i q u e compact e s t a n a l y s d p a r u n e l o i e m p i r i q u e d e KICK. Une a p p r o c h e p l u s t h C o r i q u e e s t 6galement d t u d i e e . Le comportement mecanique du m a t d r i a u e s t e v a l u d p a r u n e mdthode d e t y p e HOPKINSON; l a d e n s i t 6 d e s u r f a c e c r d e e l o r s d ' u n impact e s t r e l i d e h l a d e n s i t e d D ' B n e r g i e d e d e f o r m a t i o n a p p l i q u d e au m a t e r i a u . L e s r C s u l t a t s s o n t compards P d e s m e s u r e s d e s u r f a c e d e combustion.

A b s t r a c t

-

E x p e r i m e n t a l r e s u l t s o f f r a g m e n t a t i o n of e n e r g e t i c m a t e r i a l impac- t e d on a t h i c k p l a t e a r e a n a l y s e d u s i n g a n e m p i r i c a l K I C K ' S r e l a t i o n . A more t h e o r e t i c a l a p p r o a c h i s a l s o i n v e s t i g a t e d . Mechanical p r o p e r t i e s a r e a s s e s s e d by HOPKINSON p r e s s u r e b a r s . The i n t e r n a l s u r f a c e a r e a g e n e r a t e d d u r i n g impact i s r e l a t e d t o t h e d e n s i t y of d i s t o r s i o n a l e n 2 r g y ; r e s u l t s a r e compared t o m e a s u r e s o f b u r n i n g s u r f a c e a r e a i n c l o s e d bomb.

I

-

INTRODUCTION

La f r a g m e n t a t i o n e s t un phdnomene i m p o r t a n t p e r m e t t a n t d ' e x p l i q u e r l a m i s e e n d e t o - n a t i o n d e m a t d r i a u x e n e r g e t i q u e s compacts ( p r o p e r g o l s s o l i d e s ou e x p l o s i f s ) l o r s q u e l a s o l l i c i t a t i o n n ' e s t p a s s u f f i s a m m e n t d l e v e e p o u r provoquer d i r e c t e m e n t u n e t r a n - s i t i o n c h o c - d d t o n a t i o n . Dans l e c a d r e d e l a s e c u r i t b d e s e s m a t d r i a u x , l a S.N.P.E.

msne d e s d t u d e s v i s a n t h m o d d l i s e r l a f r a g m e n t a t i o n l o r s d ' u n e s o l l i c i t a t i o n dyna- mique donn6e.

L'Ctude e x p e r i m e n t a l e e s t r d a l i s C e a u moyen d ' e s s a i s d ' i m p a c t P d i f f e r e n t e s v i t e s s e s c o n t r e u n e p a r o i p l a n e e t d e l a c a r a c t d r i s a t i o n d e s f r a g m e n t s o b t e n u s ( t a i l l e me- d i a n e ou s u r f a c e c r e d e ) . Deux m o d s l e s r e l i a n t g l o b a l e m e n t l ' e t a t d e f r a g m e n t a t i o n h l D ' 6 n e r g i e o n t d t e d t u d i d s .

I1 - DISPOSITIF EXPERIMENTAL DD'ETUDE DE LA FRAGMENTATION

Le d i s p o s i t i f e x p e r i m e n t a l m i s e n o e u v r e e s t c l a s s i q u e m e n t u t i l i s e pour l e s d t u d e s d e s e c u r i t 6 d e s m a t d r i a u x Q n e r g d t i q u e s compacts 11, 2 / . I1 s e compose d e deux t y p e s d D ' e s s a i s .

11-1 - Impact c o n t r e p a r o i p l a n e

...

Un d c h a n t i l l o n c y l i n d r i q u e d e 9 g d e d i a m s t r e 18 mm e s t p r o j e t e h u n e v i t e s s e donnee c o n t r e u n e p a r o i p l a n e r i g i d e a u moyen d ' u n l a n ~ e u r P poudre; l a v i t e s s e d e l ' e c h a n - t i l l o n e s t mesur6e p a r b a r r i b r e s o p t i q u e s 1 m a v a n t l a p a r o i . L ' b t u d e d e l a dbforma- t i o n d e l ' C c h a n t 1 l l o n p e u t S t r e mende p a r c i n d m a t o g r a p h i e r a p i d e (50 000 images s e c o n d e )

.

11-11

- ...

C a r a c t d r i s a t i o n d e s f r a g m e n t s

La c a r a c t e r i s a t i o n d e s f r a g m e n t s p e u t & r e o b t e n u e d e d i f f e r e n t e s f a s o n s . L e s f r a g - m e n t s s o n t p a s s e s h d i f f s r e n t s t a m i s h m a i l l e s r o n d e s p u i s p e s s s . On en d e d u i t l e p o u r c e n t a g e m a s s i q u e d e f r a g m e n t s d e t a i l l e i n f e r i e u r e h une l o n g u e u r donnee. Le p a r a m s t r e i n t e r e s s a n t du p o i n t d e m e d e l a s g c u r i t d d e s m a t d r i a u x b n e r g d t i q u e s e s t l a s u r f a c e d e s f r a g m e n t s ; d i f f d r e n t e s methodes d i r e c t e s d e mesure d e s u r f a c e o n t d t d t e s t 6 e s ( a b s o r p t i o n g a z e u s e , p o r o s i m s t r e P mercure) m a i s l e r e s u l t a t d e l a mesure ddpend d e l a p r d c i s i o n a v e c l a q u e l l e on p r e n d en compte t o u t e s l e s i r r 6 g u l a r i t d s d e

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1985553

C5-426

JOURNAL

DE

PHYSIQUE

s u r f a c e . La s u r f a c e i n t e r e s s a n t e d t a n t l a s u r f a c e o f f e r t e

B

l a combustion, l e moyen d e mesure a p p r o p r i g est l ' e x p l o i t a t i o n d e t i r en bombe manomgtrique. Les f r a g m e n t s s o n t b r Q l 6 s dans u n e chambre e t on mesure l a p r e s s i o n en f o n c t i o n du temps. Sous c e r t a i n e s h y p o t h s s e s , on peut m o n t r e r que :

d e = M c ( P ) : v i t e s s e d e combustion

-

d t

Pmax : p r e s s i o n maximum S : s u r f a c e

Vo : volume i n i t i a l

La v i t e s s e d e combustion e n f o n c t i o n de l a p r e s s i o n Q t a n t mesur6e p a r a i l l e u r s , on e s t 2 mgme d ' e n d e d u i r e l a s u r f a c e en f o n c t i o n du temps. L ' a p p l i c a t i o n d e c e t t e r e l a t i o n au temps t = 0 pour l a mesure d e l a s u r f a c e d e s f r a g m e n t s e s t d e l i c a t e e n r a i s o n d e phenomPnes i n i t i a u x t r P s p a r t i c u l i e r s i n f l u e n c e s p a r l ' a l l u m a g e . La r e l a - t i o n p r d c d d e n t e e s t donc a p p l i q u g e au temps t 05 d p / d t est maximum; o n peut c o n s i - d d r e r que l a s u r f a c e a i n s i c a l c u l g e e s t u n e e s t i m a t i o n a c c e p t a b l e d e l a s u r f a c e i n i t i a l e d e s f r a g m e n t s

FIGURE : 1 T y p i c a l f r a g m e n t s

( d i f f e r e n t impact v e l o c i t y )

111

-

APPROCHE EXPERIMENTALE DE LA FRAGMENTATION

Nous avons r G a l i s 6 u n e Q t u d e e x p d r i m e n t a l e d e l a f r a g m e n t a t i o n d'un p r o p e r g o l com- p o s i t e (G.LANGLOIS-J.L.PAULIN, Etude d e l a f r a g m e n t a t i o n d ' u n p r o p e r g o l composite l o r s d ' e s s a i s d ' i m p a c t s u r p a r o i p l a n e , NT N o ~ O / ~ ~ / C R B / D R ) . T r o i s t y p e s d ' g c h a n t i l - l o n s c y l i n d r i q u e s d e m&ne d i a m b t r e

0

= 18 mm e t d e h a u t e u r s ho = 8 , 18 e t 38 mm s o n t p r o j e t d s

B

d i f f d r e n t e s v i t e s s e s . L ' Q n e r g i e globalement a p p l i q u g e h l ' g c h a n t i l l o n e s t W =_I_ mv2, v Q t a n t l a v i t e s s e d ' i m p a c t .

2

Pour chaque e s s a i , o n d e t e r m i n e l a d i s t r i b u t i o n massique d e s f r a g m e n t s ; e l l e e s t du t y p e log-normale ( f i g u r e s 2 , 3 e t 4 ) . La t a i l l e mBdiane q u i c o r r e s p o n d 5 un pourcen- t a g e e n masse d e 50

X

e s t dgalement d d t e r m i n e e ( l a t a i l l e mddiane n ' e s t p a s cependant u n e v a l e u r c a r a c t g r i s t i q u e d e l a d i s t r i b u t i o n pour l e s f a i b l e s v i t e s s e s c a r il e x i s t e une p a r t i e i m p o r t a n t e d e 1 ' 6 c h a n t i l l o n q u i n ' e s t p a s fragmentde)

d i s t r i b u t i o n h o = 8 m

FIGURE 3 : Fragment s i z e d i s t r i b u t i o n ho = 18 mm

FIGURE 4 : Fragment S i z e d i s t r i b u t i o n ho = 38 m

C5-428 JOURNAL DE PHYSIQUE

111-11 - Loi g l o b a l e d e f r a g m e n t a t i o n

...

Nous avons a p p l i q u d 2 l ' e n s e m b l e d e s r d s u l t a t s expsrimentaux l a l o i d e K I C K proposde p a r W. GOLDSMITH / 3 /

W = C Log

&

LM W = 6 n e r g i e

Lo = t a i l l e i n i t i a l e

LM = t a i l l e m6diane d e s f r a g m e n t s

L'ensemble d e s r d s u l t a t s c o n d u i t 2 u n e v a l e u r C = 130 J ; l e s r d s u l t a t s s o n t p r 6 s e n t d s s u r l a f i g u r e 5

FIGURE 5 : K I C K ' S r e l a t i o n W = 130 Log (Le)

LM

On c o n s t a t e que c e t t e l o i t r S s s i m p l e permet d e r e p r d s e n t e r d e faqon s a t i s f a i s a n t e l e s r d s u l t a t s ( l ' d c a r t maximum e s t de 50 %) sauf t o u t e f o i s pour l e s f a i b l e s d n e r g i e s oii l e p a r a m a t r e LM n ' e s t p a s u n e v a l e u r t y p i q u e d e l a d i s t r i b u t i o n d e s f r a g m e n t s . I V

-

APPROCHE THEORIQUE DE LA FRAGMENTATION

Le modsle p r 6 s e n t d p r & c & d e m e n t ou d ' a u t r e s modBles globaux ( v o i r exemple "Fragment s i z e p r e d i c t i o n i n dynamic f r a g m e n t a t i o n " D.E. GRADY) p r d s e n t e n t l ' i n c o n v b n i e n t d l S t r e d i f f i c i l e m e n t a p p l i c a b l e s h d i f f d r e n t e s c o n f i g u r a t i o n s gdomdtriques. Des modhles t r h s complexes q u a s i - m i c r o s c o p i q u e s o n t d t b ddveloppds

141;

i l s n d c e s s i t e n t d e c o n n a r t r e l e comportement mdcanique du m a t d r i a u s a i n e t du m a t d r i a u ddgrad& a i n s i que l'ensem- b l e d e s p a r a m s t r e s d e s modhles r d g i s s a n t l e s phgnomhnes d e n u c l d a t i o n , d e c r o i s s a n c e e t de c o a l e s c e n c e d e s f i s s u r e s ; l ' e n s e m b l e d e s modsles d o i t e n s u i t e S t r e i n t r o d u i t d a n s un code d e c a l c u l d e s m i l i e u x c o n t i n u s pour pouvoir t r a i t e r d e s g d o m d t r i e s non u n i d i m e n s i o n n e l l e s . Ne d i s p o s a n t p a s d e t o u s l e s dldments p e r m e t t a n t d e c o n s t r u i r e un t e l modsle, nous a v o n s c h e r c h d Zi d t a b l i r une c o r r d l a t i o n e n t r e l a d e n s i t d d ' b n e r - g i e d e d d f o r m a t i o n e t l a d e n s i t d d e s u r f a c e c r d d e l o r s d ' i m p a c t d ' d c h a n t i l l o n s cy- l i n d r i q u e s c o n t r e une p a r o i p l a n e . Le comportement mdcanique du m a t d r i a u d t u d i d ( e x p l o s i f composite) 1 v i t e s s e d e d 6 f o m a t i o n d l e v d e e s t 6valud au moyen d ' e s s a i s d e t y p e HOPKINSON.

Le comportement mdcanique en q u a s i - s t a t i q u a d e polymsres f o r t e m e n t c h a r g d s t e l s que d e s p r o p e r g o l s c o m p o s i t e s a Q t d largement d t u d i d . I1 e s t du t y p e thermo-visco-dlas- t i q u e non l i n d a i r e et p e u t 8 t r e moddlisd p a r exemple p a r d e s l o i s d e t y p e FARRIS /5/.

Le comportement d e l a p a r t i e d d v i a t r i c e du t e n s e u r d e s c o n t r a i n t e s e s t d e t y p e v i s c o - d l a s t i q u e P d m o i r e (effetMLJLLINS / 6 / ) e t non l i n d a i r e (ddcohdsion l i a n t c h a r g e ) ; il e x i s t e une f o r t e i n f l u e n c e de l a v i t e s s e de d d f o r m a t i o n , de l a p r e s s i o n e t de l a t e m p d r a t u r e ; l ' e f f e t d e l a t e m p d r a t u r e p e u t Z t r e p r i s e n compte p a r l e p r i n c i p e d ' d q u i v a l e n c e de WILLIAMS-FERRY-LANDEL.

i n c o m p r e s s i b l e ; l a v a r i a t i o n d e volume ddpend f o r t e m e n t de l ' b t a t d e d b f o r m a t i o n e t f a i b l e m e n t d e l a v i t e s s e d e d d f o n n a t i o n e t d e l a t e m p g r a t u r e .

Des v a l e u r s t y p i q u e s e n t r a c t i o n q u a s i - s t a t i s t i q u e (5 T = 20°C) p o u r un p r o p e r g o l c o m p o s i t e s o n t d e l ' o r d r e d ' u n e c e n t a i n e d e b a r pour l e module h l ' o r i g i n e e t quel- q u e s d i z a i n e s de b a r pour l a c o n t r a i n t e maximum.

Des m e s u r e s a u v i s c o d l a s t i c i m ~ t r e ( v i b r a t i o n harmonique f o r c d e ) c o n d u i s e n t 3, d e s v a l e u r s d e module d'YOUNG ( p a r t i e r b e l l e ) d e l ' o r d r e d e p l u s i e u r s Kbar e t d e s mesu- r e s p a r u l t r a - s o n B d e s v a l e u r s p l u s i m p o r t a n t e s ; c e s v a l e u r s d d t e r m i n d e s p a r d e s e s s a i s dynamiques n e c o n s t i t u e n t que d e s b o r n e s s u p g r i e u r e s p u i s q u e l e s d b f o r m a t i o n s d a n s c e t y p e d ' e s s a i s o n t extrsmement f a i b l e s .

La m o d d l i s a t i o n complPte du comportement mecanique d'un t e l m a t b r i a u , d e p u i s l e rdgime q u a s i - s t a t i q u e j u s q u l a u rdgime dynamique e s t d i f f i c i l e . Pour c a r a c t 6 r i s e r l e comportement du m a t b r i a u d a n s l a gamme d e s o l l i c i t a t i o n i n t d r e s s a n t e du p o i n t d e v u e d e l a f r a g m e n t a t i o n , nous avons ri5alisG d e s e s s a i s d u t y p e HOPKINSON.

I V - 1 1

-

E_y21uation du comportement mGcanique p a r u n e mdthode du t y p e HOPKINSON Dans l e b u t d e p o u v o i r f a i r e p l u s f a c i l e m e n t d e s e s s a i s e n t e m p b r a t u r e , nous a v o n s r b a l i s g u n e a d a p t a t i o n d e l a mdthode dlHOPKINSON, l ' i m p a c t d t a n t r d a l i s b d i r e c t e m e n t p a r l a b a r r e d ' e n t r g e . L e s dCiformations a x i a l e s s o n t mesurges s u r l a b a r r e d ' e n t r 6 e e t s u r l a b a r r e d e s o r t i e ( f i g u r e 6 ) .

i n p u t b a r (P M.M.A) o u t p u t b a r (P.M.M.A)

/ \

^damping

1-auncher s t r a i n g a g e 1 s t r a i n g a g e 2

specimen I

FIGURE 6 : SCHEMATIC OF APPARATUS FOR HIGH STRAIN RATE COMPRESSION La c o n t r a i n t e e t l a d 6 f o r m a t i o n da?s l ' b c h a n t i l l o n s o n t donndes p a r :

v i t e s s e d e di5formation :

ee

^(r)

⁼ⁱ

_L

Po

^{- Cb}

⁶

^{( t )}

^+e2

^{( t ) ]}

d e f o r m a t i o n c o n t r a i n t e

L

0 G

L1

( t ) e t

e 2

( t ) s o n t l e s d g f o n n a t i o n s d a n s l e s b a r r e s 1 e t 2 e t Cb=

Eb

e s t l a v i t e s s e d e s o n d e s d l a s t i q u e s d a n s l e s b a r r e s . A f i n d e v a l i d e r l e s h y p o t h P s e s d e

\I

d d p o u i l l e m e n t d e c e t y p e d ' e s s a i ( 6 t a t d e c o n t r a i n t e u n i a x i a l , homog6ndit6 d e s c o n t r a i n t e s e t d e s d d f o r m a t i o n s d a n s l ' d c h a n t i l l o n ) nous a v o n s r d a l i s d u n e simu- l a t i o n numerique h l ' a i d e du c o d e HEMP (M. WILKINS " C a l c u l a t i o n o f e l a s t i c - p l a s t i c flow") e n p r e n a n t un comportement d l a s t i q u e l i n d a i r e pour l e m a t d r i a u d t u d i b ( E e = 1,8 Kbar, Ke = 60 Kbar). La f i g u r e 7 r e p r d s e n t e l ' b t a t d e c o n t r a i n t e d a n s 1' C c h a n t i l l o n ; l a f i g u r e 8 r e p r d s e n t e l a q u ~ t i t 6 E b c z c a l c u l C e s e t mesurdes d a n s l e s b a r r e s .

JOURNAL

DE

PHYSIQUE

FIGURE 7 : s t r e s s s t a t e i n specimen FIGURE 8 : s t r e s s (Eb x & z ) i n b a r s

-

³ x p r e s s u r e b a r 1 :-experimental r e s u l t

Q Z

-

c a l c u l a t e d r e s u l t

E t 5 2 b a r 2 :-

-, -

- e x p e r i m e n t a l r e s u l t

(3P = U z = E & z i n p l a n e s t r e s s - - - - c a l c u l a t e d r e s u l t

On c o n s t a t e que 1 ' 6 t a t d e c o n t r a i n t e t e n d p r o g r e s s i v e m e n t v e r s un b t a t d e c o n t r a i n t e u n i d i m e n s i o n n e l , l e phEnomGne t r a n s i t o i r e i n i t i a l p a r t i c u l i s r e m e n t i m p o r t a n t e s t dG 1 l a q u a s i - i n c o m p r e s s i b i l i t 6 du m a t b r i a u e t donc

B

l ' e f f e t i m p o r t a n t d e l ' i n e r t i e r a d i a l e . NQanmoins l a mbthode permet d ' b v a l u e r l e comportement mCcanique du m a t 6 r i a u . D i f f b r e n t s e s s a i s o n t Q t b r b a l i s s s pour d e s v i t e s s e s d ' i m p a c t v a r i a n t d e 5 1 15 m / s e t d i f f 6 r e n t e s l o n g u e u r s d ' 6 c h a n t i l l o n s ( 5 1 15 mm), c e q u i c o r r e s p o n d 1 d e s v i t e s - s e s i n i t i a l e s d e d b f o r m a t i o n d e l ' o r d r e d e 600 1 2000 s-1. Nous n ' a v o n s p a s n o t b , d a n s c e domaine e x p b r i m e n t a l , d ' i n f l u e n c e s e n s i b l e d e l a v i t e s s e d e d b f o r m a t i o n compte-tenu d e l a d i s p e r s i o n d e s r b s u l t a t s l i b e

B

l a q u a l i t 6 d e s b c h a n t i l l o n s ; un exemple d e r e s u l t a t s o b t e n u s e s t donnb f i g u r e 9 .

s t r e s s

s t r a i n FIGURE 9 : s t r e s s - s t r a i n c u r v e

p l a s t i q u e s a n s Q c r o u i s s a g e d e module E = 1500 b a r e t d e s e u i l d ' d c o u l e m e n t ~ y = 140 b a r , 1 8 6 q u a t i o n d ' 6 t a t ( d 6 d u i t e d e mesure d e p r e s s i o n d e choc e t d e v i t e s s e d'onde p a r j a u g e s 3 manganin) e s t du t y p e P = e o ~ L 2 n

(s

= 1-V/Vo) a v e c CL = 2060 m/s e t

b = 1 , 9 5 ( 1 -dq12

Ce modele e s t g l o b a l e m e n t v i t r i f i d p a r un e s s a i d ' i m p a c t s u r p a r o i p l a n e

B

u n e v i t e s - s e d e 37 m/s; l a s i m u l a t i o n numzrique e s t r C a l i s 6 e a v e c l e c o d e DYNA 2D (J.O.HALLQUIST u s e r ' s manual f o r DYNA 2D). L e s r d s u l t a t s numdriques e t e x p d r i m e n t a u x du ddplacement a x i a l d e l a f a c e a r r i s r e e t du ddplacement r a d i a l d e l a f a c e i m p a c t 6 e s o n t compar6s s u r l e s f i g u r e s 10 e t 11; l ' a c c o r d e s t s a t i s f a i s a n t compte-tenu d e s h y p o t h S s e s d e p a r f a i t e n o r m a l i t 6 d e l ' i m p a c t e t d e l ' a b s e n c e d e f r o t t e m e n t . L 7 a p p r o c h e p l u s t h b o r i - que d e l a f r a g m e n t a t i o n p r h s e n t h e i c i r e p o s e s u r l ' i d g e d ' u n e r e l a t i o n e n t r e l ' Q t a t d e f r a g m e n t a t i o n du m a t 6 r i a u e t l a d e n s i t 6 d ' d n e r g i e d e d 6 f o r m a t i o n r e p e p a r l e m a t d r i a u . Une s i m u l a t i o n numgrique d e l ' e s s a i c o n s i d 6 r 6 f o u r n i t , p o u r . c h a q u e d l s m e n t , l a d e n s i t 6 d r 6 n e r g i e d e d i s t o r s i o n

a v e c

=

d d / l

I

D%

'

3

i,'k 16

oii ~ i ' j e s t l a compasante p l a s t i q u e du t e n s e u r d e s v i t e s s e s d e d Q f o r m a t i o n . La d e n s i t 6 d e s u r f a c e c r 6 6 e e s t a l o r s r e l i g e 2 c e t t e 6 n e r g i e d e d i s t o r s i o n p a r

S = 1 ( ~ d - Wo)

,

Wo = 21 J/m3 d t a n t u n e B n e r g i e d e d d f o r m a t i o n a v a n t r u p t u r e e t f

-7-

2

pouvant E t r e c o n s i d 6 r 6 comme c o e f f i c i e n t d e d Q c h i r e m e n t (I- = K 1C )

.

Des c a l c u l s 2

ecL

o n t C t C r d a l i s C s pour d e s v i t e s s e s d ' i m p a c t d e 64 m / s 1 140 m/s ( f i g u r e 1 2 ) ; p a r a i l l e u r s , d e s m e s u r e s d e s u r f a c e d e c o m b u s t i o n 1 p a r t i r d e t i r s e n bombe manomQtrique o n t 6 t 6 r d a l i s 6 s . L e s r 6 s u l t a t s cornpards f i g u r e 14 c o n d u i s e n t 5 u n e v a l e u r d e f d e 1,4

lo3

J/m2 c e q u i ' e s t d ' u n o r d r e d e g r a n d e u r comparable B d e s v a l e u r s d 6 d u i t e s d ' e s s a i s d e r d s i l i e n c e .

W T .OUI r m c r ST. ws 1mur 8.o ..me

*.-a.

-z.ZBBE*, .

-*..=-st.

-Z.-a,.

. . '

-z.eesE-e*

. . . . . . . . .

^I

. . . . .

^,

. . .

! f ! g 8 l ! l O l 8 H i H I ! 8 f H g #

" i d i i d j @ i 6 d * d 6 i d d @ 6 i #

. . - - . . . . - - -

* G N ~ * U

.

^{-# ssm.w} TIME \ r r r (

WIW

.

^1.1--11

FIGURE 10 : Impact v e l o c i t y 37 m/s A x i a l d i s p l a c e m e n t o f r e a r s u r f a c e

*I= I.

FIGURE 1 1 : impact v e l o c i t y 37 m/s R a d i a l d i s p l a c e m e n t o f impact s u r f a c e

JOURNAL DE PHYSIQUE

SHOT SUN 881115 TIME- 8.13008E+03

X r a d i a l d i s t a n c e (cm)

FIGURE 12 : d e f o r m a t i o n of c y l i n d e r i m p a c t i n g a r i g i d w a l l a t 80 m/s 130 us a f t e r impact

SHOT GUN

I

m..

rm..

00..

PO..

'0..

29..

VITESSE Iml.) 0. m. 4b. d. d. im. rdo. ub. r w . iw.

* ChLCW - 0 EXPERIENCE

FIGURE 13 : r a t i o S/V v e r s u s impact v e l o c i t y + c a l c u l a t e d

o e x p e r i m e n t a l

La v a l i d i t 6 d ' u n e t e l l e approche d e l a f r a g m e n t a t i o n n g c e s s i t e t o u t e f o i s d ' s t r e confirmge p a r d e s mesures d e c o e f f i c i e n t d l i n t e n s i t & d e c o n t r a i n t e s c r i t i q u e s e n dynamique e t ggalement p a r d e s e s s a i s s u r d ' a u t r e s c o n f i g u r a t i o n gbom6triques.

L' e s s a i d'impact c o n t r e p a r o i p l a n e a s s o c i s 1 u n e m e s u r e d e s u r f a c e d E d u i t e d e t i r e n bombe monom6trique c o n s t i t u e un moyen d 1 6 t u d e i n t 6 r e s s a n t d e l a f r a g m e n t a t i o n d e s m a t s r i a u x 6 n e r g 6 t i q u e s c o m p a c t s . TJne l o i e m p i r i q u e comme c e l l e d e KICK permet u n e r e p r 6 s e n t a t ' i o n s a t i s f a i s a n t e d e s r 6 s u l t a t s e x p s r i m e n t a u x . L ' a n a l y s e p l u s d s t a i l - L6e d e l a f r a g m e n t a t i o n n 6 c e s s i t e d e c a r a c t 6 r i s e r l e comportement m6canique du ma- t 6 r i a u 1 v i t e s s e d e d E f o r m a t i o n E l e v 6 e ; u n e p r e m i s r e a p p r o c h e a 6 t 6 r 6 a l i s G e a u moyen d ' e s s a i s d e t y p e HOPKINSON. Un mod&le d e f r a g m e n t a t i o n r e l i a n t g l o b a l e m e n t l a d e n s i t 6 d e s u r f a c e c r 6 6 e 2 l a d e n s i t 6 d f 6 n e r g i e d e d 6 f o r m a t i o n a 6 t E a p p l i q u E e t cornpar6 2 d e s r 6 s u l t a t s e x p g r i m e n t a u x ; l a v a l i d i t 6 d e c e t t e a p p r o c h e d e v r a S t r e c o n f i r m 6 e p a r d ' a u t r e s e s s a i s . I1 r e s t e 6 g a l e m e n t d e s p r o g r s s 5 a c c o m p l i r d a n s l a c a r a c t e r i s a t i o n m6canique e n dynamique d e c e s m a t E r i a u x ( p a r e x e m p l e , i n f l u e n c e d e l a p r e s s i o n s u r l e comportement e n d s v i a t e u r ) .

C e t t e 6 t u d e a E t 6 s o u t e n u e p a r l e S e r v i c e Technique d e s P o u d r e s e t E x p l o s i f s . REFERENCES

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