Autor(es):
Henriques, Marisa Pinho 
Data: 2008
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/2453
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Engenharia mecânica; Balística; Projecteis; Impacto (Mecânica); Metais
Descrição
A necessidade de desenvolver sistemas de protecção contra ataques de
diversos tipos é, cada vez mais, uma questão de segurança pessoal, social e,
obviamente, nacional. Estes sistemas e dispositivos podem ser específicos
para protecção pessoal, de veículos ou de edifícios. O desenvolvimento
tecnológico de sistemas de protecção inovadores permite acompanhar a
evolução do tipo, tecnologia e performance das ameaças (armas, projécteis,
explosivos, etc.). Consequentemente, é de grande importância que se possam
desenvolver meios de avaliação previsiva da capacidade de absorção de
impacto dos referidos sistemas de protecção. Estes sistemas devem ser
capazes de resistir ao impacto de ameaças específicas.
Este trabalho enquadra-se na temática do desenvolvimento de sistemas de
protecção contra impacto balístico e do estudo da capacidade de absorção de
impacto. Pretende-se avaliar o desempenho balístico de sistemas metálicos de
protecção pessoal (armaduras), de edifícios e veículos blindados civis e
militares. O principal objectivo do trabalho é desenvolver e implementar
modelos analíticos de previsão de penetração em alvos metálicos ultra-leves e
proceder à sua validação numérica. As ligas metálicas utilizadas são ligas de
aplicação especial balística de Alumínio (AA5083-H32) e Magnésio (AZ31BH24).
Nos ensaios realizados analisam-se os danos causados em alvos de Alumínio
(AA5083-H32) e Magnésio (AZ31B-H24) e a influência da espessura do alvo,
recorrendo a um projéctil ogival de uma munição de calibre 9mm, com uma
energia de impacto de 0,616 kJ. Os ensaios foram realizados considerando
três modelos distintos: alvo deformável e projéctil rígido, alvo e projéctil
deformáveis e incorporando o modelo de dano de Johnson-Cook.
ABSTRACT: The need to develop armour systems to protect against attacks from various
sources is increasingly a matter of personal, social and national security. These
systems and devices may be specific for personal protection, building or
vehicle protection. In order to develop innovative armour and protection
systems it is necessary to monitor developments being made on the type,
technology and performance of the threats (weapons, projectiles, explosives,
etc.) It is, therefore, of great importance the development of evaluation
methods that can predict the energy absorption capabilities of such protection
systems. These systems must be capable of resisting to the impact of specific
threats. Consequently, the work here presented concerns the development of
armours and protection systems against ballistic impact and the study of the
impact energy absorption capability. The main goal of this work is to evaluate
the ballistic performance of metallic systems for personal protection (armours),
building protection and civilian and military armoured vehicles. Additionally,
analytical and numerical models that predict the depth of penetration (DoP) in
ultra-lightweight metallic targets are developed and implemented. The alloys
used as targets are the following ballistic alloys: Aluminium (AA5083-H32) and
Magnesium (AZ31B-H24).
Numerical tests are performed in order to analyse the damage (DoP, stress
and strain profiles) caused on Aluminium (AA5083-H32) and Magnesium
(AZ31B-H24) targets by an ogival projectile from a 9mm bullet, with an impact
energy of 0,618 kJ. These tests are done considering three distinct models:
deformable target and rigid projectile, deformable target and projectile and
incorporating the Johnson-Cook damage model. Mestrado em Engenharia Mecânica
