بهینه سازی چندپارامتری عملکرد بالستیکی پنل های زرهی سبک مبتنی بر ساختارهای هیبریدی بورون کاربید–الیاف کربن با استفاده از روش اجزای محدود

عنوان یادداشت: بهینه سازی چندپارامتری عملکرد بالستیکی پنل های زرهی سبک مبتنی بر ساختارهای هیبریدی بورون کاربید–الیاف کربن با استفاده از روش اجزای محدود
واژگان کلیدی: حفاظت بالستیکی، بورون کاربید، CFRP، تحلیل اجزای محدود، زره سبک.

نتیجه گیری
نتایج تحلیل عددی نشان داد که بهینه سازی هم زمان ضخامت لایه های سرامیک بورون کاربید (B₄C) و کامپوزیت CFRP نقش تعیین کننده ای در ارتقای عملکرد بالستیکی سازه های زرهی سبک دارد. پیکربندی بهینه شامل لایه B₄C با ضخامت ۲۰ میلی متر و لایه CFRP با ضخامت ۳ میلی متر، با ایجاد توزیع یکنواخت تر تنش، افزایش ظرفیت جذب انرژی و کاهش تمرکز تنش، منجر به کاهش حدود ۱۷ درصدی جابه جایی و ۱۵ درصدی نیروی بیشینه برخورد شد. یافته ها بیانگر آن است که ساختارهای هیبریدی سرامیک–کامپوزیت، راهکاری موثر برای دستیابی هم زمان به کاهش وزن، افزایش مقاومت بالستیکی و بهبود پایداری سازه ای در سامانه های حفاظتی پیشرفته محسوب می شوند.

جمع بندی پژوهش
نتایج شبیه سازی های اجزای محدود نشان داد که هم افزایی مکانیزم های جذب انرژی در ساختار هیبریدی B₄C/CFRP، موجب بهبود معنادار عملکرد بالستیکی و کاهش پاسخ های دینامیکی سازه می شود. پیکربندی بهینه (B₄C=20 mm و CFRP=3 mm) با کاهش ۱۷٪ جابه جایی و ۱۵٪ نیروی اوج برخورد، بالاترین کارایی حفاظتی را ارائه کرد. این نتایج، ظرفیت بالای سامانه های زرهی چندلایه مبتنی بر سرامیک–کامپوزیت را در توسعه نسل جدید سازه های حفاظتی سبک وزن و با عملکرد بالا برای کاربردهای دفاعی و امنیتی تایید می کند.