Perfuração e penetração de placas de alumínio alvo por balas perfurantes blindadas

Simulações experimentais, analíticas e numéricas foram realizadas para estudar a resistência balística das placas de alumínio 6061-T6 sujeitas a um impacto normal de balas perfurantes blindadas de pequeno calibre. Foram utilizados dois tipos de balas, balas de núcleo de aço e de carboneto de tungstênio. Foram consideradas três espessuras de placa, 101,6 mm, 76,2 mm e 25 mm. As balas foram impactadas à velocidade das artilharias e, portanto, os resultados variam desde a penetração profunda até a perfuração completa com velocidade residual. Os resultados balísticos, deformações das placas e das balas são discutidos e reproduzidos através de simulações numéricas utilizando ambos os solvers LS-DYNA e ABAQUS; modelos analíticos através de uma abordagem de expansão da cavidade também são utilizados. Explorando modelos analíticos e numéricos, discute-se o comportamento balístico das duas balas nas três placas, com ênfase na capacidade dos modelos em reproduzir as características físicas do fenômeno. Medidas de difração de raios X para os padrões de tensão residual da superfície da placa também foram realizadas em todas as placas tanto antes como depois dos testes e as medidas experimentais são comparadas com os resultados dos modelos numéricos. Uma discussão específica sobre o comportamento da bala do núcleo de carboneto de tungstênio é relatada, destacando a importância do sabot no fenômeno de impacto. Embora o trabalho se concentre em placas monolíticas, os resultados e a discussão podem ser de interesse para o desenho de blindagens multicamadas otimizadas.