SIMULATION DES EFFETS DES IMPACTS À HYPERVITESSE

Résumé
Pour étudier les effets des impacts à hypervitesse, nous avons mis au point un propulseur qui utilise l'onde de détonation engendrée dans un cylindre d'explosif pour projeter des masses compactes de l'ordre du gramme à des vitesses allant de 5 à 10 km/s. Les cibles testées sont des disques en alliage d'aluminium ou de titane, dont l'épaisseur varie de 15 à 50 mm.. Les simulations numériques ont été effectuées avec le code 2D aux différences finies CEL ; ce code permet d'utiliser diverses équations d'état (équations SESAME, équations WILKINS...), ainsi qu'une loi de comportement dynamique (modèle de STEINBERG-COCHRAN-GUINAN). La comparaison expériences-calculs est très bonne en ce qui concerne les dimensions du cratère formé, l'épaisseur critique de cible pour laquelle on observe un début d'écaillage, ainsi que l'épaisseur de l'écaille.

Abstract
An experimental study of hypervelocity impact was performed with a propeller using the detonation wave of an explosive cylinder to project compact masses of about 1 gram at 5 to 10 km/s. The targets were large disks of aluminum or titanium alloys of different thicknesses (15 to 50 mm). For the numerical correlation, we used the 2D finite differences code CEL, with accurate equations of state (either SESAME or WILKINS E.O.S.) and a dynamic behaviour law (the STEINBERG-COCHRAN-GUINAN model). Under these conditions, the code correlates well the depth and diameter of the crater, the critical dimensions of the target for which spalling is observed, and the thickness of the spall.