Metodologia de análise aplicada a ensaios de impacto com alvos metálicos

Abstract

O estudo de fenômenos balísticos abrange muitas formas empíricas. Porém, estudos teóricos também permitem avaliar a profundidade de penetração, a condição de fragmentação de um projétil e sua energia ao impactar um alvo. Os principais parâmetros de desempenho que caracterizam uma blindagem balística são o limite balístico V50 e a variação da energia cinética que o projétil sofre durante o processo de penetração, denominada de energia de impacto. O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia de análise que pode ser utilizada para estimar a variação de energia cinética absorvida por alvos metálicos, quando submetidos a impactos por projéteis, baseada em uma formulação empírica desenvolvida para a profundidade de penetração. Esta metodologia requer o uso de uma base de dados de impacto para a implementação do algoritmo de análise proposto. A versatilidade da metodologia proposta está em permitir o uso de diferentes formulações na estimativa da profundidade de penetração e na melhoria contínua do procedimento de estimativa, através da realimentação do banco de dados inicialmente gerado. Os resultados obtidos mostram que a metodologia proposta auxilia na elaboração de matrizes de ensaios balísticos, na racionalização do número de ensaios necessários para o desenvolvimento de blindagens, na escolha de materiais e espessuras ideais, correlacionando-os de acordo com o nível de proteção balística solicitada, adotando-se a melhor solução em termos da relação peso / resistência, permitindo também estimar a profundidade adimensional de penetração e a variação da energia cinética em materiais metálicos com grandes e pequenas espessuras, quando submetidos a impactos entre diversos diâmetros de projéteis, sob velocidades próximas ao regime hidrodinâmico

The study of ballistic phenomenons encompasses many empirical forms, nevertheless, theoretical studies also allows us to assess the depth of penetration, the condition of fragmentation of a projectile and its energy to impact a target. The main parameters that characterize a shielding performance are the ballistic limit V50 and the change in kinetic energy that the projectile suffers during the penetration process, called impact energy. The objective of this work is to present an analysis methodology that can be used to estimate the variation of kinetic energy suffered by the impact of a projectile on a metal target, based on an empirical formulation developed for the penetration depth. This methodology requires the use of a impact data base to the implementation of the analysis algorithm proposed. The versatility of the methodology is to allow the use of different formulations to estimate the depth of penetration and the continuous improvement of the estimation procedure, through feedback from the database initially generated. The results have demonstrate that the proposed methodology helps in elaboration of arrays to ballistic tests, in rationalization of the number of tests required for the development of shields, in choosing materials and thicknesses ideals, correlating them according to the level of ballistic protection required, adopting the best solution in terms of weight / resistance, allowing also to estimate the dimensionless penetration depth and the variation of the kinetic energy in metallic materials with large and small thickness, when subjected to impacts between different projectile diameters under velocities close to the hydrodynamic regime