Experimental validation of BLV model on bi-layer ceramic-metal armor

Serjouei, Ahmad; Chi, Runqiang; Zhang, Zhiyuan; Idapalapati, Sridhar

doi:10.1016/j.ijimpeng.2014.11.001

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“…Devido a sua alta resistência à compressão e dureza, muitos materiais cerâmicos são usados como o primeiro componente em um sistema de blindagem multicamadas. Sua principal função é dissipar a maior parte da energia do projétil, através da erosão e fragmentação de sua ponta, e como efeito há a fragmentação da camada cerâmica [3][4][5][6][7][8][9][10]. A segunda camada, logo atrás da cerâmica, pode ser uma fibra polimérica de elevada resistência, tal como aramida, ou poliéster de ultra alto peso molecular, composta por compósitos de matriz polimérica e fibras.…”

Section: Introductionunclassified

COMPORTAMENTO BALÍSTICO DO COMPOSTO CERÂMICO Al2O3–Nb2O5–LiF

Santos¹,

Marçal²,

Monteiro³

et al. 2017

Anais Do Congresso Anual Da ABM

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Resumo Sistemas de blindagens multicamada têm sido estudadas pela sua ótima capacidade de proteção, devido à combinação de diferentes materiais que constituem seus componentes. A primeira camada é constituída por um componente cerâmico, cujo objetivo principal é fragmentar o projétil, dissipando grande parte de sua energia. A camada intermediária compreende tecido de aramida ou matriz polimérica com fibras naturais, que também dissipa energia tanto do projétil quanto do cerâmico e opera retendo os fragmentos cerâmicos. Neste trabalho, pela primeira vez, o sistema cerâmico Al2O3-Nb2O5-LiF tem seu comportamento dinâmico avaliado balisticamente. Este composto cerâmico foi submetido a impactos balísticos de projéteis 7,62 mm, para testar este cerâmico do primeiro componente de um sistema de blindagens multicamadas. Os resultados obtidos mostraram que a adição de LiF ao composto cerâmico Al2O3-4%p. Nb2O5, sinterizado a 1.300 ºC, obteve desempenho comparável ao obtido por Al2O3-4%p. Nb2O5 sem LiF, sinterizado a 1.400 ºC. Os resultados revelaram que, ao serem submetidos a esses impactos balísticos, apresentaram valores comparáveis aos esperados de pressão e de velocidade de partícula na interface de impacto projétil-cerâmico. Dessa forma, a adição de fluoreto de lítio ao composto cerâmico alumina-nióbia possibilitou a redução em 100 ºC na temperatura de sinterização, sem comprometer o desempenho balístico e exibindo parâmetros de choque comparáveis, e redução de custo.

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Section: Introductionunclassified

COMPORTAMENTO BALÍSTICO DO COMPOSTO CERÂMICO Al2O3–Nb2O5–LiF

Santos¹,

Marçal²,

Monteiro³

et al. 2017

Anais Do Congresso Anual Da ABM

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“…The use of ceramic/metal bi-layer armor structures provides lighter designs compared to monolithic metal armors showing the same or better ballistic protection. Several researchers have investigated the ballistic impact response of different ceramic/metal armor structures using experimental, numerical and analytical methods or combinations of these methods [Zaera and Sánchez-Gálvez (1998), Zaera et al (2000), Lee and Yoo (2001), Arias et al (2003), Gonçalves et al (2004), Mahdu et al (2005), Chi et al (2013), Serjouei et al (2015), Tang and Wen (2017)]. …”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Ballistic Impact Simulation of Ceramic/Metal Armor Structures

Arslan¹,

Güneş²

2017

Uluslararası Muhendislik Arastirma Ve Gelistirme Dergisi

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The study presents a comparative numerical investigation on ballistic performance of ceramic/metal armor structures. 2D axisymmetric numerical model was developed for ballistic impact simulations using LS-DYNA ® finite element software. The armor structures included combinations of boron carbide (B4C), Al6061-T6 and 4340 steel constituents. The interfaces in the armor structure were modelled with an epoxy resin adhesive. In order to define proper material behavior, Johnson-Holmquist-Ceramics material model for B4C and Plastic-Kinematic material model for Al6061-T6, 4340 steel and epoxy resin was used. The armor structures were subjected to 7.62 mm ogive-nosed steel projectile impact. In the first section, the influence of back plate material on the ballistic performance of the armor structure for bi-layers ceramic/metal configuration (ceramic front face and metal back plate) was investigated for Al6061-T6 and 4340 steel materials under same thickness and areal density. In the second section, the effect of removing half thickness of the metal constituent from the back plate and placing on the front face was investigated for both Al6061-T6 and 4340 steel materials. Finally, the influence of adhesive thickness on the ballistic performance of the armor structure was investigated. Perforation response of the armor structures were examined in terms of residual velocity of the projectile and damage mechanisms of the armor structure.

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“…É necessário aumentar a eficiência das blindagens, visto que as ameaças com armamentos modernos são crescentes 2 . A busca por estruturas de proteção é interminável, uma vez que está associada com ameaças que colocam em risco vidas humanas 3 . A composição das blindagens até a Segunda Guerra Mundial consistia basicamente em metais, porém, as blindagens começaram a ficar grandes e pesadas à medida que novos projéteis iam sendo desenvolvidos.…”

Section: Introductionunclassified

Estudo Comparativo Entre Blindagens Multicamada Utilizando Compósitos Poliéster-Sisal

Bolzan¹,

Braga²,

Monteiro³

2017

Anais Do Congresso Anual Da ABM

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Resumo Blindagens contra armas de fogo são de grande importância para proteção do homem, no contexto atual de violência urbana e conflitos armados. Destacam-se os sistemas de blindagem multicamada (SBMs), constituídos por materiais diferentes, pelo seu bom desempenho e menor peso. Um SBM típico é constituído de uma camada cerâmica frontal, uma segunda camada de compósito e uma camada posterior de metal dúctil. Apesar de serem tipicamente fabricados em materiais sintéticos, uma alternativa é a utilização de compósitos reforçados com fibras naturais como segunda camada. Este trabalho tem como objetivo verificar a eficiência de SBMs que utilizam compósitos de poliéster com 30%vol. de fibras ou tecido de sisal. Foram realizados ensaios balísticos com munição 7,62 mm, e verificou-se que os SBMs com fibras e tecido de sisal se enquadram no critério da norma internacional (NIJ 0101.06), de resistir ao impacto balístico e imprimir deformação menor que 44 mm no material de referência (plastilina), além de manterem sua integridade após o impacto. Palavras-chave:Blindagem multicamada; Impacto balístico; Fibra de sisal; Compósito de poliéster.

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Experimental validation of BLV model on bi-layer ceramic-metal armor

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COMPORTAMENTO BALÍSTICO DO COMPOSTO CERÂMICO Al2O3–Nb2O5–LiF

COMPORTAMENTO BALÍSTICO DO COMPOSTO CERÂMICO Al2O3–Nb2O5–LiF

Ballistic Impact Simulation of Ceramic/Metal Armor Structures

Estudo Comparativo Entre Blindagens Multicamada Utilizando Compósitos Poliéster-Sisal

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