Perforazione e penetrazione di piastre di alluminio da parte di proiettili perforanti

Sono state effettuate simulazioni sperimentali, analitiche e numeriche per studiare la resistenza balistica di piastre di alluminio 6061-T6 soggette a un impatto normale di proiettili perforanti di piccolo calibro. Sono stati utilizzati due tipi di proiettili, in acciaio e con anima in carburo di tungsteno. Sono stati considerati tre spessori di piastra, 101,6 mm, 76,2 mm e 25 mm. I proiettili sono stati impattati alla velocità dell’ordigno, quindi i risultati vanno dalla penetrazione profonda alla perforazione completa con velocità residua. I risultati balistici, le deformazioni delle piastre e dei proiettili sono discussi e riprodotti attraverso simulazioni numeriche utilizzando entrambi i solutori LS-DYNA e ABAQUS; sono anche utilizzati modelli analitici attraverso un approccio di espansione della cavità. Sfruttando i modelli analitici e numerici viene discusso il comportamento balistico dei due proiettili sulle tre piastre, con particolare attenzione alla capacità dei modelli di riprodurre le caratteristiche fisiche dei fenomeni. Le misure di diffrazione dei raggi X per i modelli di stress residuo della superficie della piastra sono state eseguite anche su tutte le piastre sia prima che dopo i test e le misure sperimentali sono confrontate con i risultati del modello numerico. Viene riportata una discussione specifica sul comportamento dei proiettili con anima in carburo di tungsteno, evidenziando l’importanza del sabot nei fenomeni di impatto. Anche se il lavoro si concentra su piastre monolitiche, i risultati e la discussione possono essere di interesse per la progettazione di scudi corazzati multistrato ottimizzati.