Panzerstärke

[wer]

Ich habe in einem Buch gelesen, dass eine Panzerung, die einer 454 kg Bombe standhält, 2540 kg pro m² wiegt. Wie dick ist denn diese Platte?

Gruß

Christian

[Lutscha]

Das kann man pauschal nicht sagen, kommt auf die Abwurfhöhe, Art der Bombe (AP oder HE) und dem Stahl an...

[wer]

So hab ich das nicht gemeint.
Ich erklärs an 'nem anderen Beispiel:
In einem anderen Buch von mir steht, dass die Wotan-Hart-Legierung 95 kg pro mm² aushielt.Welche Dicke hatten die Platten denn? 

Gruß

Christian

[Spee]

@wer,

95kp/mm² dürfte "Wotan starr" und nicht "Wotan hart" sein. Was du da angibt's ist die Zerreißfestigkeit, die überhaupt nichts über eventuelle Plattenstärken aussagt, ebensowenig über die Werte einer durchschlagenden Bombe. Da spielt "Brinell" mit...
Btw, deine oben angefragte Platte wäre bei Standardstahl ca. 32cm stark. Aber eben nur Standard. Um sowas zu bestimmen, müßte man Lutscha's Bedingungen und die Dichte der Stahlsorte kennen. Wer solche Dinge in dieser Form in Bücher schreibt, sollte die Finger von dem Thema lassen.

[Peter K.]

... da kann ich THOMAS nur beipflichten! 

Zur Ergänzung:

Material	Zerreißfestigkeit	Dehnung	Streckgrenze
Wotan hart neue Art	85-95 kg/mm²	20 %	50-55 kp/mm²
Wotan weich neue Art	65-75 kg/mm²	25 %	38-40 kp/mm²

[Huszar]

Ich glaube, wer bzw der Autor spielten auf das GEwicht der Platte an, nicht die Zerreissfestigkeit.

Die Panzerdicke kanns du recht einfach ausrechnen (insofern MAthe und Physik keine Fremdwörter sind.)

Dazu musst du lediglich die Dichte von Stahlplatten herausfinden, und in eine Gleichung einfügen (die ich nicht kenne).

wenn eine Platte 1*1 Meter gross ist, und x mm Starke hat, und die Dichte von Stahl soundsoviel ist, ist das Ergebnis 2540 Kg...


mfg

alex

[Scheer]

Möglicherweise spielen die Abwurfhöhe usw. keine Rolle bei der Aussage, die wer gepostet hat.
Die Zerreisfestigkeit ist, meiner Meinung nach der richtige Ansatz.
Man könnte folgendes herauslesen:
Wenn eine Sprengkraft von 454kg TNT direkt auf eine Stahplatte von 1 x 1 m wirkt, dann müsste die Platte eine Dicke von x mm haben.
Und nun kommt Huszars Aussage ins Spiel:
Bei einer Dicke von x mm und einer Dichte von y wiegt diese 1 x 1 m große Platte 2540 kg.

Solche Werte würde man doch bei Ansprengversuchen erhalten.

Bei der anderen Angabe 95kg/mm² und der enstprechenden Antwort von Spee und Peter müsste die Dicke eigentlich bekannt sein. Solche können doch eigentlich nur bei einer Normdicke vergleichbar sein.

Wobei, nee quatsch, ist ja unerheblich. Wenn ich einen Stahlträger zerreiße und die dafür benötigte Kraft messe, dann lässt sich dieses ja bei beliebiger Querschnittsfläche auf den mm² umrechnen.

Mmmmmhh ....

[Andre-As]

... eine Panzerung, die einer 454 kg Bombe standhält, 2540 kg pro m² wiegt. Wie dick ist denn diese Platte?

Diese Aussage scheint mir ziemlich eindeutig zu sein. 1 m² Panzer wiegt 2540 kg.

Ich nehme mal an, dieser Panzer besteht aus Stahl und nicht aus Holz oder sonstigen Materialien. Das spezifische Gewicht von Stahl liegt (je nach Zusammensetzung) zwischen 7,5 und 8,7 g/cm³. Nehmen wir einfachheitshalber an, es sind 8 g/cm³.
Folglich wiegt 1 m² Stahl mit der Stärke 1 mm rund 8 kg. Enstprechend ergeben 2540 kg geteilt durch 8 kg/cm³ rund 317 mm. So dick ist also unsere Panzerplatte.

Etwas merkwürdiger erscheint mir allerdings die Aussage, eine solche Panzerplatte sollte einer 454 kg schweren Bombe standhalten. Dies wird sicherlich der Fall sein, aber eine solche Aussage enthält sozusagen jede Menge Sicherheit. Auch eine viel dünnere Panzerplatte dürfte einer 454 kg schweren Bombe standhalten! Andererseits hängt die Durchschlagsfähigkeit einer Bombe auch von der Abwurfshöhe ab.

Bei Raven/Roberts ("Die britischen Schlachtschiffe des 2. WK") gibt es Angaben zur Festigkeit der Panzerdecks gegen Bombenangriffe. Eine 454 kg schwere Panzersprengbombe konnte demnach bei einer maximalen Abwurfhöhe von 4.575 m gerade 152 mm Panzer durchschlagen. Ein Deck mit 178 mm wird bei dieser Bombe schon als "standfest" bezeichnet. Alle anderen, die noch dicker wären - selbstverständlich auch.

Die errechneten 317 mm Panzer wären nicht einmal mit einer doppelt so schweren Bombe zu knacken gewesen.   

[wer]

Hallo!

Danke für eure ausführlichen Erläuterungen.

An das miteinbeziehen der Dichte hatte ich gar nicht gedacht!

Gruß

Christian

[Thoddy]

... da kann ich THOMAS nur beipflichten! 

Zur Ergänzung:

Material	Zerreißfestigkeit	Dehnung	Streckgrenze
Wotan hart neue Art	85-95 kg/mm²	20 %	50-55 kp/mm²
Wotan weich neue Art	65-75 kg/mm²	25 %	38-40 kp/mm²

bei Navweaps Nathan okuns
TABLE OF METALLURGICAL PROPERTIES OF NAVAL ARMOR AND CONSTRUCTION MATERIALS©
by NATHAN OKUN (Revised 10 July 2002)
gibt es hierzu folgende Ausführungen die etwas abweichen
im Schnitt sind die Werte von Peter 10% besser als die werte unten die dann auch in den Prgrammen von Nathan okun zugrunde gelegt werden
Umrechnung 1 pound per square inch = 0,689 kg/mm²

http://www.navweaps.com/index_nathan/metalprp2002.htm
werte in pound/square inch

COUNTRY   COMP TIME FRAME   TENSILE   YIELD   Y/T   % EL   % RA   BRINELL
GERMANY   KRUPP   1925-1945   113-127   79   .62-.70   18   60   225-250
GERMANY   KRUPP   1925-1945   92-117   68   .64-.74   22   65   180

umgerechnet nach kg/mm²

Material	Zerreißfestigkeit	Dehnung	Streckgrenze
Wotan hart neue Art	78-87 kg/mm²	18 %	42-48 kg/mm²
Wotan weich neue Art	63-80 kg/mm²	22 %	44-50 kp/mm²

meine Frage welche Werte sind richtig

wo gibt es echte Referenzen

[delcyros]

Nathan Okun ging von den offiziellen Krupp Spezifikationen für Wotan Hart aus und pickte dabei den geringsten Wert
für das Kruppsche Akzeptanzminimum als den respektiven Standartwert für das Material. Krupp maß nicht einfach % elongation sondern Werte für die Dehnbarkeit quer und die Dehnbarkeit längs zur Platte, ein erheblicher Unterschied zur US Praxis. Tatsächlich gab es aber nicht nur ein Akzeptanzminimum bei Krupp sondern auch ein Akzeptanzminimum der Marine. Platten wurden darauf getestet, die Werte entsprechen der ersten Tabelle.
Bei Schußtests in den USA gab es keine Unterschiede zwischen US STS / class B und Wotan Hart (diese Annahme einer
Parität liegt auch seiner Bismarck-Analyse zugrunde). Nach Kenntnisnahme der Krupp Daten änderte Okun seine Einschätzung grundlegend.
Das Problem, wonach diese Daten nicht mit den von ihm zur Bestimmung der Eigenschaften herangezogenen Schußtests korrelieren wurde von ihm dabei nicht kritisch diskutiert.
Nathan Okun unterscheidet auch nicht zwischen Funktionsunterschieden bei Wh-Panzerungen. ALLE Wh Panzerungen haben bei ihm dieselben
stofflichen Eigenschaften (225 Brinell) und Fähigkeiten (18% elongation). Anscheinend ist diese Annahme aber falsch. Dave Saxton wies darauf hin, dass britische Materialtests mit herausgeschnittenen Wh Platten des Oberdecks und des Panzerdecks, respektive von TIRPITZ solche Unterschiede aufzeigten (Das Panzerdeck hatte eine Härte von 250 Brinell und eine Dehnbarkeit von 22%, das Oberdeck war mit 225 Brinell etwas weicher). Bei Schußtests mit
britischen 15" APC war etwa 10% mehr Energie erforderlich, um die Panzerdecksplatten zu durchschlagen als für solche des Oberdecks (bereinigt um Dickeneffekte).
Quellenangaben hat Dave allerdings nicht gemacht. Nathan Okun freilich ebensowenig.

[Spee]

Deutschland /Wotan weich/92-117/22%/180
Deutschland /Wotan hart/111-127/18%/225-250
Deutschland /Wotan starr/128-142/16%/250-280

Oberdeck wir  Panzerdeck liegen innerhalb der Werte für Wotan hart, zumindest was die Brinell-Härte angeht. Dehnbarkeit würde mit 22% eher Wotan weich entsprechen.

[delcyros]

Worauf ich hinweisen wollte, ist das man die Daten der metal properties nicht unreflektiert übenehmen darf. Wer
sich mit der Geschichte der Entstehung dieser Daten beschäftigt, der erkennt auf welch tönerne Füße das ganze basiert.

Dave Saxton erschloß eine Quelle, die Nathan Okun nicht zitierte und kam dabei zu folgendem Ergebnis:

The title of the peice is Metalurgical Study Of Enemy Ordnance. It was printed in Feb 1945, but owing to the time lag expected from writing and printing, one would expect the actual materials evaluated would have been no later than early 44. Keep in mind that this appears to mainly be an evaluation of samples recovered from AFV's, and aircraft. Examples of German naval armour, as actually worked into the ships, would have been rather difficult to obtain during the war, or even for sometime following VE day. It is mentioned that they recieved British evaluations of some naval armour from 1940 (Possibly Graf Spee?) that meant the same performance standard they had encountered in the other samples of German homogenious materials, up to that point.

They mention that all samples had a UTS of least 130,000psi, YTS of 80,000psi, reduction of area 70%, elongation of 20%. If the Germans were able to still obtain this perfomance standard consistantly from mid 44 to VE day, is rather doubtful in my opinion. In 1965 the US Army expert in ballist materials at that time, Col. George Brady (he was also involved in thechnical missions) wrote concerning the war time German materials, in the context of new advances in tank armour materials. He mentioned that the Germans made remarkable progress in the use of manganese and other more common alloying materials, with ingenous use of heat treatments. He also cited the high perfomance standard obtianed by their 18-8 stainless steel welding electrodes through the use of manganese. He mentioned that the Germans themselves considered the late war materials to be strictly erszat, compared to the earlier materials. Nonetheless, in the writings of Dr C White (a member of the technical mission) he mentioned that the late war armour materials still obtained a minimum of 130,000 psi tensile and 20% elongation in destructive tests. White offered as his opinion, that the German materials late in the war were no better, or perhaps not as good, in manfacture quality, compared to allied efforts, based on their rather rough appearance, particularly the cast armours.

What 20% elongation really means compared to other elongation figures is not easily defined. I have done numerous elongation and tensile destructive tests, and it can vary considerably from sample to sample, and it depends on how the measurement is taken. A strap is cut out, usually with a oxy gas torch, and marked; in the center, and at measured distances out from the center. The peice is then bent with a press with the apex of the bend in the center, and the amount of distortion is measued from the center to the various marks. The amount of distortion in the center will be the most, but is a highly unreliable figure. Therefore, the elongation measured at two inches, or 8 inches are normally used. It is customary to use the elongation in two inches for high strength steels like armour plate, and to use the 8 inch figure for mild steels. The figure at 8 inches will be a few % points less than the elongation in two inches. For example, British DW steel elongation tests gave 24% at the apex, 22% in two inches, and 18% in 8 inches. The Germans used slightly different elongation measurements standards.

The Germans had a habit of using the worst case scenario as the official elogation rating for a material, and they used an additional elongation measurement for transverse deformation limits. This was call elongation in "quer". The other was in "lang in 50mm" or the same as elongation in 2". For example, Stahl 52 construction steel was officially rated by the German Navy at 21% elongation, but four samples of St52 from the late 30's, and early 40's gave elongations of:

32.4% lang/31.4% quer,
29.9% lang, 24% quer
30.9% lang, 26.1% quer
28.2% lang, 21.1% quer

Note that the worst case elongation figure was the one that matched the official rating. This particular sample had a UTS of 63kg/mm2, while the ones with about 30% elongation had a UTS ranging from 54kg/mm2 (the 1942 sample) to 61kg/mm2.

What 20% dehung for the homogenious armour may really mean, might be clearer by examining some elongation ratings of experimental German Chromium-Molybdenum high strength steels published in 1931. Two of the materials were submitted by Krupp, and the chemical compositions closely match those tested of the Wh and Ww recovered from Tirpitz in the 50's salvage. The first of these two Krupp materials Called FK CR/MO Stahl, had an elogation of 20% in quer and 23% in lang. The other Krupp material called FK 340-000, had 24% in quer, and 27% in lang. Several other materials from various manafactures were also examined. One had 5.5% Cr and .4% MO, with no nickel. This material contained vanadium too. This material was much like mid-war German tank armour. This material obtained 20% elongation in quer, but when heated to 400* C, it actually declined to 18%. It remained at 18% after being heat cycled to 400* and allowed to normalize.

(Hervorhebungen von mir)

St.52 hat bei Nathan Okun eine elongation von nur 18%. Dies war das geringste Akzeptanzminimum des Herstellers, würde aber niemals in dieser Form für Primärverwendungen verbaut werden. Die Samples liegen bei 21% und darüber. Ganz ähnliches gilt auch für Wh / Ww.
Da werden Äpfel mit Birnen verglichen.

[Spee]

Meinst du die Daten der Beschußtests oder die Daten der Panzersorten?

[delcyros]

Eigentlich beides, da nichts vollständig vorgelegt wurde. Aber ich ziele im Augenblick auf die Werte für Panzerungen ab. Die Min. Akzeptanzlimits des Herstellers sollten NICHT als typisch für die Verwendung in Kriegsschiffe angesehen werden. Die Limits der Marine haben dafür eine höhere Wahrscheinlichkeit.
Die Datenbasis ist einfach noch viel zu schmal. Dauernd tauchen neue Dokumente auf, die althergebrachtes Wissen über den Haufen werfen, was uns doch nur zeigt, wie wenig wir eigentlich von der Materie verstehen.