Effects of Lattice Relaxation and Limiting Shear Stress of fcc Metals at High-Rate Deformation

The results of calculations of the theoretical limiting shear stress for fcc metals Cu, Ni, Ag, Au, Pd, and Pt performed using “universal” empirical potentials of interatomic interactions of the embedded-atom type are presented. The effects of lattice relaxation are shown to play an important role in the formation of intermediate defect structures and lead to a considerable decrease in the theoretical yield point. Qualitative effects of the “anti-adiabatic” influence on the material ultimate strength under conditions of high-velocity loading are discussed.Наведено результати розрахунків теоретичної границі напруження зсуву для ГЦК-металів Cu, Ni, Ag, Au, Pd, Pt з використанням “універсальних” емпіричних потенціалів міжатомної взаємодії типу зануреного атома. Показано, що ефекти граткової релаксації відіграють важливу роль у формуванні проміжних дефектних структур і приводять до значного зменшення відповідних значень теоретичної границі текучості. Обговорюються ефекти “антиадіабатичного” впливу на граничну міцність матеріалу в умовах високошвидкісного навантаження.Представлены результаты расчетов теоретического предела сдвига для ГЦК-металлов Сu, Ni, Ag, Au, Pd, Pt с применением "универсальных” эмпирических потенциалов межатомного взаимодействия типа погруженного атома. Показано, что эффекты релаксации решетки играют важную роль в формировании промежуточних дефектных структур и приводят к значительному уменьшению соответствующих значений теоретического предела текучести. Обсуждаются эффекты “антиадиабатического” влияния на предельную прочность материала в условиях высокоскоростного нагружения

Effects of Lattice Relaxation and Limiting Shear Stress of fcc Metals at High-Rate Deformation

The results of calculations of the theoretical limiting shear stress for fcc metals Cu, Ni, Ag, Au, Pd, and Pt performed using “universal” empirical potentials of interatomic interactions of the embedded-atom type are presented. The effects of lattice relaxation are shown to play an important role in the formation of intermediate defect structures and lead to a considerable decrease in the theoretical yield point. Qualitative effects of the “anti-adiabatic” influence on the material ultimate strength under conditions of high-velocity loading are discussed.Наведено результати розрахунків теоретичної границі напруження зсуву для ГЦК-металів Cu, Ni, Ag, Au, Pd, Pt з використанням “універсальних” емпіричних потенціалів міжатомної взаємодії типу зануреного атома. Показано, що ефекти граткової релаксації відіграють важливу роль у формуванні проміжних дефектних структур і приводять до значного зменшення відповідних значень теоретичної границі текучості. Обговорюються ефекти “антиадіабатичного” впливу на граничну міцність матеріалу в умовах високошвидкісного навантаження.Представлены результаты расчетов теоретического предела сдвига для ГЦК-металлов Сu, Ni, Ag, Au, Pd, Pt с применением "универсальных” эмпирических потенциалов межатомного взаимодействия типа погруженного атома. Показано, что эффекты релаксации решетки играют важную роль в формировании промежуточних дефектных структур и приводят к значительному уменьшению соответствующих значений теоретического предела текучести. Обсуждаются эффекты “антиадиабатического” влияния на предельную прочность материала в условиях высокоскоростного нагружения

Ballistic development of U.S. high density tungsten carbide ceramics

The United States and France, under a cooperative research project agreement are developing a new class of high density ceramics which inherently provide high space efficiency and reduced susceptibility to damage accumulation effects in thick sections. While many ceramics were considered, this research has focused on tungsten carbide based ceramics. The U.S. Army Research Laboratory, in cooperation with Cercom Inc. has developed a hotpressed tungsten carbide ceramic for ballistic applications. This paper will present a survey of high density ceramics, document the mechanical and elastic properties of the U.S. WC ceramic and baseline the ballistic performance

Dynamic X-ray imaging of the penetration of boron carbide

The U.S. Army Research Laboratory has adapted two l-MeV x-ray pulsers to obtain multiple dynamic, real time x-rays of the impact of 7.62-mm APM2 armor-piercing projectiles on a boron carbide ceramic. The goal was to conduct a high fidelity diagnostic analysis of the impact during the initial transient period and document the penetrator/target interaction. Three conditions of the projectile were tested : the full metal jacket projectile ; the steel core and lead tip only ; and just the steel core. These different conditions allow the observation of the tip breakup mechanism and determination of the average penetration velocity, the time for initiation of rigid body penetration into the ceramic/backing and the ballistic contributions of the projectile components