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Druck beim Aufschlag eines Projektils |
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BID = 625923
Thor368 Neu hier
Beiträge: 34 Wohnort: Krs Steinfurt
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Tach!
ARG! Ich geb's auf.
Ich habe mir vorhin das Intro einer Mythbusters Folge angesehen. Es wird versucht mit einer P99 eine Gasflasche zu durchschießen. Ich versuche jetzt das Ergebnis des Experiments voraus zu berechnen.
Dabei gehe ich von der Annahme aus, dass eine Gasflasche für einen bestimmten maximalen Betriebsdruck ausgelegt ist. Ich müsste also um den Mantel mit dem Projektil zu durchschlagen einen wesentlich höheren Druck ausüben als der maximale Betriebsdruck den die Flasche noch aushält.
Doch ich versuche hier bald seit einer Stunde jenen maximalen Druck den das Projektil beim Aufschlag erzeugt zu berechnen. Es sollte doch möglich sein aus der Geschwindigkeit, dem Gewicht und der Forderfläche des Projektils den maximalen Druck aus zu rechnen.
HILFE!
Thor |
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BID = 625926
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Es sollte doch möglich sein aus der Geschwindigkeit, dem Gewicht und der Forderfläche des Projektils den maximalen Druck aus zu rechnen. | Mir scheint du wirfst Druck und Kraft in einen Topf.
Das Bleigeschoss verformt sich ja plastisch und um den Druck ermitteln zu können, benötigst du auch noch die Fläche auf die die Kraft einwirkt.
Wenn du Länge des Geschosses vor und nach dem Aufschlag kennst, sowie die Tiefe der Delle, hast du den ungefähren "Bremsweg" und damit kannst du die Beschleunigung abschätzen, und wenn du die Masse berücksichtigst auch in etwa die Kraft.
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BID = 625927
Niy Gesprächig
Beiträge: 183 Wohnort: Mannheim
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Dadurch, dass der Druck nur Lokal auf eine Stelle wirkt, wird die Rockwellhaerte [HRC] der Flasche interessant ... man moechte ja nicht wissen, ob die Flasche im Hochvakuum noch sicher ist, sondern ob die Kugel sie durchschlaegt.Das Elastizitaetsmodul will auch betrachtet werden.
[edit]
Zumindest wenn das Geschoss ausreichend schnell ist, bei langsamen Geschossen treten andere Effekte in den Vordergrund (Verformung zB)
..Zu schnell darf das Geschoss wiederum auch nicht sein aber ein solches wird man wohl kaum finden.
[/edit]
Im Endeffekt wirst du aber kaum um eine recht komplexe simulation herumkomen, aehnliche Probleme werden in simulierten Kernwaffentests angegangen.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Niy am 10 Aug 2009 1:58 ]
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BID = 625930
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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BID = 625948
Ltof Inventar
Beiträge: 9333 Wohnort: Hommingberg
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Zitat :
Thor368 hat am 10 Aug 2009 01:35 geschrieben :
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Dabei gehe ich von der Annahme aus, dass eine Gasflasche für einen bestimmten maximalen Betriebsdruck ausgelegt ist. Ich müsste also um den Mantel mit dem Projektil zu durchschlagen einen wesentlich höheren Druck ausüben als der maximale Betriebsdruck den die Flasche noch aushält.
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Wobei der "Druck", den das Projektil auf den Flaschenmantel ausübt, wenig mit dem Berstdruck der Flasche zu tun hat. Es wirken völlig unterschiedliche Kräfte. Ein Druckgasbehälter geht nicht mit einem kleinen Loch kaputt, weil der Druck zu hoch wird. Der Mantel reißt, weil hohe Zugkräfte auf seinem Umfang wirken. Die Druckfestigkeit des Flaschenmaterials ist höher als seine Zugfestigkeit.
So wie perl würde ich das auch überschlagsmäßig berechnen. Als "Bremsweg" würde ich 20 mm schätzen.
Die Geschoßenergie der P99 ist bekannt: 540 Joule (Nm)
Die Rechnung ist einfach: 540 Nm / 0,02 m = 27kN
Geht man von einer mittleren Oberfläche des Geschosses von 1 cm 2 aus (während der Verformung wird die Oberfläche größer), so entspricht das einem Druck von ~2700 bar.
Das ist nur eine grobe Näherung, die allerlei Effekte unberücksichtigt lässt. Um ein Gefühl für die Größenordnung zu bekommen, reicht das aus.
Gruß,
Ltof
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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Ltof am 10 Aug 2009 10:10 ]
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BID = 625954
GeorgS Inventar
Beiträge: 6450
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Hallo,
eine nicht unwesentliche Frage ist, um welche Art
"Gasflasche" es sich handelt. Zwischen der Propangasflasche
mit geschätzt höchstens 2 mm Wandstärke bis zur
50 ltr 200 bar Bombe mit 5 bis 10 mm Wand liegen
Welten.
Das große Problem beim Berechnen ist der Einbeulvorgang.
Dazu gibt es nichts simples.
Gruß
Georg
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Dimmen ist für die Dummen
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BID = 625976
Bartholomew Inventar
Beiträge: 4681
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Wie schon erwähnt, sind Druck von innen und Druck von Außen für einen Behälter zwei verschiedene Sachen. Vogeleier sind von außen recht stabil, von innen können sie aber recht leicht aufgepickt werden.
Ob ein Projektil das Blech durchschlägt, hängt neben Masse und Geschwindigkeit stark von Projektilaufbau ab, es gibt nicht umsonst panzerbrechende Munition.
Bei einer normalen 9mm-Pistole mit normaler Munition vermute ich keine große Gefahr eines Durchschusses.
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BID = 625980
Thor368 Neu hier
Beiträge: 34 Wohnort: Krs Steinfurt
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So ich habe auch noch über Nacht dran gegrübelt und bin auf die selbe Idee wie GeorgS gekommen.
Allerdings beträgt die Frontfläche eines unbeschädigten 9mm Projektis 2,54cm². Da es sich aber beim Aufprall erheblich verbreitert gehe ich von einer mittlerren Fläche von 3cm aus.
Die 2cm Bremsweg könnten schon stimmen. Hier ist jedoch die entscheindende Frage. Die Frage ist ja ob das Projektil den Mantel duchschlägt. Dann wird der Bremsweg absurd lang und balistisch nicht mehr interessant.
Man brauch also mehr Daten über die Flasche. Meinen Recherchen zufolge sind Prophangasflaschen im Durchschnit bis 60bar zugelassen und haben eine Wandstärke von 3,5mm. Dabei wird Tiefziehstahlblech verwendet. Allerdings welche Stahlsorte das genau ist konnte ich nicht rausbekommen. Und damit ist auch nicht feststellbar welche balistisch interressanten Eingenschaften die Stahlsorte hat.
Wer weis vielleicht ist hier ein Maschinenbauer der diese Werte kennt.
Thor
PS: Es wird 9mm Parabellum verwendet.
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BID = 625984
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Mein Bauchgefühl sagt mir, dass das Geschoss nicht hindurchgeht.
Ein 3,5mm Stahlblech dürfte nur eine Delle bekommen, aber ein 2mm Blech bekommt vemutlich einen Riss.
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BID = 625986
Ltof Inventar
Beiträge: 9333 Wohnort: Hommingberg
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Zitat :
Thor368 hat am 10 Aug 2009 13:46 geschrieben :
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...Frontfläche eines unbeschädigten 9mm Projektis 2,54cm²...erheblich verbreitert gehe ich von einer mittlerren Fläche von 3cm aus.
...Recherchen zufolge sind Prophangasflaschen im Durchschnit bis 60bar zugelassen...
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Am besten Du trainierst Deine Rechenkünste an einfacheren Aufgaben. Soviel Unfug in so wenig Sätzen liest man selten.
Die 60 bar können auch nicht stimmen. Der normale Betriebsdruck ist bei Propan irgendwas bis ~10 bar. 60 bar dürfte schon der Berstdruck sein. Die Überdruckventile von LPG-Tanks sprechen bei ~27 bar an. Zugelassen ist da nichts mehr...
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(Hanlon’s Razor)
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BID = 625996
GeorgS Inventar
Beiträge: 6450
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Zitat :
| und bin auf die selbe Idee wie GeorgS gekommen. |
???
Ich kann mich an keine "Idee" in diesem Thread erinnern.
In Anlehnung an Ltofs letzten Post würde ich dir folgendes
Programm vorschlagen:
- Grundrechenarten
- Flächenberechnung einfacher geometrischer Gebilde
- Impulsgesetze
- elastischer Stoß
- inelastischer Stoß
- inelastische Verformung von Stahl etc.
- Schallausbreitung in festen Stoffen
Gruß
Georg
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Dimmen ist für die Dummen
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BID = 626002
HeinzVogel Schreibmaschine
Beiträge: 1580 Wohnort: Welt
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Offtopic :
| Bei Counter-Strike Condition Zero muss man doch tatsächlich auf einen Feuerlöscher schießen, damit das enthaltene Gemisch explodiert und die Wand freisprengt |
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Nein, Frau Bundeskanzlerin. Dezidiert Nein.
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BID = 626003
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Offtopic :
| Seit wann werden Feuerlöscher mit Explosivstoffen gefüllt?
Das scheint mir eher eine Idee von Terroristen zu sein. |
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BID = 626013
Niy Gesprächig
Beiträge: 183 Wohnort: Mannheim
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Offtopic :
| Perl,
Also die Feuerloescher, welche man benutzt um Oelbohrinseln oder Waldbraende zu loeschen, sind in der Tat explosiv :) |
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BID = 626014
Mr.Ed Moderator
Beiträge: 36187 Wohnort: Recklinghausen
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Wer nicht warten kann:
http://www.youtube.com/watch?v=_FHTXwpVMvs
http://www.youtube.com/watch?v=rhti2xAB-Gk
http://www.youtube.com/watch?v=w4n--xOOoWE
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-=MR.ED=-
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Mr.Ed am 10 Aug 2009 17:20 ]
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