Con el entorno de la simulación completo se puede realizar la programación del modelo a partir del comportamiento en el tiempo de las ondas de esfuerzo. Para esto se debe tener claro que cada material tiene sus ondas de esfuerzo, y de eso depende la velocidad en el tiempo de las mismas. El modelo consiste en simular el movimiento de las ondas a lo largo de la geometría de los diferentes materiales a medida que pasa el tiempo, lo que implica tener en cuenta el posicionamiento de cada onda, la reflexión y trasmisión de la misma en las superficies y su cambio de magnitud en el tiempo.
En la simulación se deben tener presentes fenómenos de interacción entre ondas, tal como lo puede ser la magnificación de una onda al encontrase con otra (específicamente en una superficie) o también la generación de una nueva onda dada la incidencia en una superficie que no está perturbada por otras ondas. Estos fenómenos se evalúan a medida que se determinan comportamientos condicionales a lo largo del código de programación, más delante de detalla cómo se logran crear las diferentes alternativas del problema.
El modelo se puede distinguir en dos diferentes etapas que van construyendo paso a paso la simulación anteriormente descrita. Se tiene el avance de las ondas y la incidencia de las mismas en las superficies. A continuación, se va a detallar cada una de las anteriores partiendo como primer parte del modelo con el avance de las ondas en el tiempo.
39 avanzanOndas(ondas);
Como se evidencia en la línea de código se construye la función avanzanOndas con la cual se recorre la matriz de ondas (que ingresa como parámetro) y se ejecuta el método de avanza propio de cada onda, que como se mencionó anteriormente permite modificar la posición de la onda dependiendo del delta de tiempo y la velocidad de onda. Este avance de ondas ocurre cada delta de tiempo evaluado, lo que permite que las ondas avancen en su totalidad antes de ser contrastadas en posición para el análisis de la transformación de esfuerzos en ondas incidentes. Aparte de cambiar la posición de la onda, la función almacena en los vectores de posición, magnitud y tiempo los correspondientes valores para cada onda, así se logra almacenar la información en cada paso de la simulación.
Como segunda parte de la simulación se tiene el análisis del comportamiento de las ondas que inciden en una superficie, o como se denominó anteriormente reflexión y transmisión de las ondas. Dentro del mismo bucle en el cual se realiza la actualización de la posición en el tiempo, se introduce una función que permite analizar el cambio de condiciones de la onda si es que existe. Esto con el fin de evaluar en el mismo delta de tiempo en el que avanzaron todas las ondas, cuales de estas cambian de comportamiento o inclusive que ondas nuevas se generan. En la siguiente línea de código se presenta la implementación descrita:
ondas = reflejaOndas(ondas,capas,v);
Para realizar el análisis del comportamiento de las ondas se construye, tal como se denota en el código, la función reflejaOndas que se podría considerar como la más compleja de todo el modelo, ya que evalúa una gran cantidad de condiciones dentro de varios bucles de validación. Esta función toma como entrada las matrices de ondas y capas para evaluar cada una de las ondas, en que posición se encuentra y si interactúa con capas vecinas.
La primera variable que se evalúa es la de la velocidad de la onda, ya que a partir de esta se tiene conocimiento de la capa a la que pertenece. Luego se chequea si la onda excede o no las posiciones inicial o final de la capa, para definir dónde puede incidir, si choca con una superficie libre o simplemente sigue avanzando a lo largo de la longitud de la capa. La superficie libre se evalúa únicamente si es la última capa creada o la primera, en este caso el proyectil. Dado el caso que la onda llegue a sobrepasar los límites de la capa, se abren
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dos grandes posibilidades a partir de las cuales se realizan diferentes análisis, dependiendo del límite excedido.
Como primera instancia la dirección de la onda es modificada para que pueda seguir avanzando en el tiempo, luego es necesario verificar si hay coincidencia de ondas en el mismo punto de incidencia. Para esto se generaron las funciones Coinciden y Coinciden2 que simplemente recorren la matriz de ondas, justo en la columna vecina, para contrastar las posiciones de las ondas e indicar si hay alguna que coincide.
En caso de que haya coincidencia de dos ondas, se deben sumar las condiciones de reflexión y transmisión respectivamente, así cada onda va a afectar a la siguiente en magnitud. En esta etapa únicamente se modifica la propiedad de magnitud del objeto onda. Si el caso es que no hay coincidencia de ondas, se debe crear una nueva onda en el material vecino, con un esfuerzo incidente igual a la magnitud del esfuerzo transmitido. Para lo anterior se utiliza la función NuevaOnda anteriormente descrita, que toma como parámetros las propiedades de la capa vecina a la que se encuentra en evaluación.
Como última fase de la caracterización del comportamiento de las ondas se tiene el requerimiento de la pérdida de contacto del proyectil con las capas del laminado. Como se mencionó previamente, cuando la velocidad de cada uno de componentes del proyectil es cero o negativa la bala se desprende y deja de interactuar con las capas. Así pues, las ondas de esfuerzo en las capas dejan de incidir en la bala y viceversa. Para lo anterior se implementó una variable de velocidad de proyectil mediante la cuál se valida si la bala permanece en contacto o no.
%Se comprueba que la bala permanezca en contacto con la capa. if v==1 vel_bala = velocidad(capas,vel_bala,ondas,esfuerzo); end if vel_bala <= 0 v = 2; end
Como se evidencia en el código implementado se crea una función velocidad mediante la cual se va modificando la variable vel_bala que describe la velocidad del proyectil. En la
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anterior función lo único que se tiene es un cambio de velocidad con la variación del esfuerzo y la impedancia de la bala.
Si se es meticuloso es posible evidenciar que la variable v que está siendo validada en las líneas de código, es la que ingresa como parámetro en la función reflejaOndas. Así pues, cuando dicha variable toma el valor de 2, al ingresar en la función de reflexión de ondas es validada con el fin de interrumpir el análisis de las ondas de la primera capa, que es la bala en sí. De esta manera, se modela el comportamiento de la interrupción del contacto entre el proyectil y la primera capa.
Con las anteriores funciones y validación de condicionales se completa el modelo, con esta estructura se evalúan cada una de las posibilidades al momento de realizar el análisis del comportamiento de las ondas de esfuerzo en una dimensión. Cada una de las alternativas otorgadas por este modelo permiten recrear el trabajo realizado por Mines en blindaje liviano, además por su mecanismo de implementación se logra extrapolar a la aplicación requerida con vidrios, determinando a criterio del usuario el número de capas, los materiales y las condiciones básicas del impacto como tamaño de bala y velocidad de la misma.