Prescurtare : DAMPCEL
Nr. Proiectului 44PTE/2020
Directorul de proiect, dr. ing. Veronica Achim
The detailed technical report can be accessed at https://uefiscdi.wixsite.com/dampcel
The published results can be accessed at https://uefiscdi.wixsite.com/dampcel/rezultate
PREZENTARE
PN-III-P2-2.1-PTE-2019-0432
Proiectul urmareste implementarea unor componente inovative de amortizare, din materiale poroase imbibate cu nanofluide in cadrul structurii castilor de protectie. Mecanismul care sta la baza solutiei propuse este cunoscut drept Lubrificatie elasto-poro-hidrodinamica (XPHD) si a fost evidentiat inca din 2000 in cadrul UPB. Efectul de amortizare provine din disiparea energiei de impact prin frecarea viscoasa a fluidului expulzat prin materialul poros la comprimarea prin impact. Cu cat impactul este mai puternic, cu atat comprimarea este mai accentuata, porozitatea materialului scade, crescând rezistenta la curgere si presiunea generata.
Dezvoltare la nivel de model experimental (celula de amortizare) s-a desfasurat in perioada anterioara in cadrul unui proiect PN-II-PT-PCCA la care au colaborat doi dintre partenerii actuali ai propunerii (UPB si STIMPEX S.A.).
Testarea celulelor de amortizare, a fost realizata in diferite configuratii si niveluri de energie atat pe standurile din UPB cat si pe o instalatie cu propulsie pneumatica din dotarea ATM. Rezultatele au aratat ca forta de impact se reduce la jumatate atunci cand au fost folosite celulele de amortizare.
Proiectul actual prevede doua etape de testare (TRL 5 si TRL 6). In prima etapa vor fi realizate si testate sectoare de casca care inglobeaza un sistem de capsule de amortizare interconectate. Prin aceste teste se urmareste stabilirea unei structuri optime a elementelor de amortizare. Testele din etapa a 2-a se vor realiza cf. standardului STANAG 2920 pe casca dezvoltata la nivel de prototip industrial de serie mica. Prototipul va fi supus unui program de testare operationala, prin care se va demonstra functionalitatea in conditii relevante. Se urmareste realizarea unei tehnologii noi de fabricatie, ce va presupune procesarea simultana a mai multor elemente de amortizare pe standuri de lucru specializate pe operatiuni, in vederea cresterii productivitatii muncii.
OBIECTIVE
In vederea indeplinirii scopului propus in cadrul proiectului, s-au stabilit urmatoarele obiective:
Fabricarea produsului casca de protectie echipata cu componente de amortizare din materiale poroase imbibate cu nanofluide ca prototip industrial de serie mica de catre SC STIMPEX SA, pe tehnologiei dezvoltata de UPB;
Transferul de tehnologie si de know-how cu privire la componentele de amortizare si disipare a socurilor catre SC STIMPEX SA, care devine astfel primul agent economic din Romania care poate oferi acest tip de casti de protectie, devenind competitiv si pe plan mondial;
Development and maintenance of a sustainable partnership between STIMPEX SA, UPB and ATM, based on the complementary concerns of the three institutions in the field of ballistic protection, subsequently offering the possibility of capitalizing on other R&D results of UPB and ATM through technological transfer and introduction into manufacturing;
Orienting part of the income of the economic agent STIMPEX SA towards research, by financing and assimilating some R&D products of UPB and ATM, for the purpose of their commercial exploitation on the domestic and international market.
Etapele proiectului si valoarea bugetului:
REZULTATELE ETAPEI 1
- Documentație tehnică pentru realizarea structurilor plane realizate din compozite pe bază de Kevlar necesare pentru efectuarea testelor
- Documentație tehnică pentru realizarea a 3 variante de celule SAC
- Documentație tehnică pentru realizarea structurilor cu suprafață curbă pentru simularea formei căștilor în cadrul testelor
- Documentație tehnică pentru reperele necesare confecționării ansamblului sabot/proiectil accesorizat cu un accelerometru
Activitati – etapa II
Activitatea II.1 Realizarea de experimente pe un număr relevant de modele
Activitatea II.2 Prelucrarea datelor experimentale si modelarea fenomenelor observate, compararea cu rezultate similare, evaluarea limitelor si a soluțiilor de îmbunătățire (dimensiunile si poziționarea capsulei, modul de fixare)
Activitatea II.3 Stabilirea tehnologiei de fabricație pentru elementele de amortizare de tip capsule flexibile
Activitatea II.4 Proiectarea și execuția prototipului industrial de serie mică pentru casca de protecție care înglobează un sistem de capsule de amortizare interconectate
Activitatea II.5 Proiectarea, execuția si instrumentarea unui dispozitiv experimental pentru prinderea căștilor (“head rig”) cf. standardelor aplicabile
Activitatea II.6 Realizarea de experimente preliminare pe căști
Activitatea II.7 Diseminarea rezultatelor preliminare
Rezultate – etapa II
Rezultate:
Sistem balistic cu aer comprimat
Documentație tehnică pentru realizarea a 3 variante de celule SAC
Structuri plane realizate din composite pe bază de Kevlar necesare pentru efectuarea testelor
Structuri cu suprafață curbă pentru simularea formei căștilor în cadrul testelor
Website proiect
Raport stiintific
Perioada etapei II : ianuarie 2021 – decembrie 2021
Etapa de executie 2022
Rezumat
The 3rd final stage of the project presents the achievement of the final objective of manufacturing the product protective helmet equipped with damping components made of porous materials soaked with nanofluids as a small-series industrial prototype. In support of this goal, experimental activities were carried out to test the helmet under bullet impact conditions and with cylindrical projectiles on a gas cannon. The technological manufacturing solutions based on gluing the encapsulation membrane using high-frequency currents were improved along with the other technological stages of filling and preparing the porous cushions. Testing on the gas cannon allowed a better understanding of the damping mechanism under controlled laboratory conditions by evaluating the impact force as a function of the projectile energy. Testing in the polygon allowed only a qualitative assessment of the damping capacity by measuring the deformation produced by a cal. bullet. 7.62mm fired from a “TT” type pistol upon impact with a classic helmet (these measurements were considered reference) and upon impact with a helmet with shock absorbers.
Română 
English