Título

METODOLOGIA DOE PARA COMPARAÇÃO DE BLINDAGENS COMPÓSITAS COM DIFERENTES ESPESSURAS DE CAMADA

DOE METHODOLOGY FOR COMPARISON BETWEEN COMPOSITE ARMORS WITH DIFFERENT LAYER’S THICKNESS

Autoria

Braga, Fábio de Oliveira; Oliveira, Michelle Souza; Monteiro, Sergio Neves; Lima Jr., Edio Pereira

DOI

10.5151/1516-392X-240

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Resumo

A proteção balística para uso pessoal contra projéteis de alta energia, como o 5,56 mm ou o 7,62 mm, exige materiais com diferentes propriedades dispostos em camadas, cada uma cumprindo uma função distinta no comportamento geral da blindagem. Estudos recentes mostram que compósitos reforçados com fibras naturais podem integrar com sucesso estes sistemas, formando as chamadas blindagens compósitas ou blindagens multicamada (SBM). Estes sistemas permitem diminuir o peso das blindagens em relação às placas de único material, permitindo uma maior mobilidade do usuário. Uma característica importante que influencia fortemente no desempenho deste tipo de blindagem é a razão entre as espessuras de camada. A otimização destas espessuras pode ser feita com o auxílio de técnicas de planejamento de experimentos (DOE), aplicadas, por exemplo, aos ensaios balísticos das placas. Deste modo, o objetivo do presente trabalho é desenvolver uma metodologia para otimização das espessuras de um SBM composto de uma cerâmica frontal, uma segunda camada de epóxi reforçado com tecido de curauá (fibra natural de alta resistência), e uma camada posterior de alumínio. A aplicação das técnicas estatísticas permitiu a escolha da configuração ótima dentro do intervalo estudado, promovendo maior absorção de trauma e menor peso.

 

The ballistic protection for personal use against high energy projectiles, such as the 5.56 or the 7.62 mm, demand materials with several properties, arranged in layers, each one having a distinct function in the global performance of the armor. Recent studies show that natural fiber reinforced composites are able to successfully integrate them, resulting in the systems known as composite armors or multilayered armors (MAS). These systems can decrease the weight of the armor relative to the monolithic plates, allowing a better mobility for the wearer. An important characteristic that strongly influences the performance of this type of armor is the ratio between the thicknesses of the layers. The optimization of these layers can be performed by using design of experiments (DOE) techniques, applied, for example, to the ballistic tests of the armor plates. So, the objective of this work is to develop a methodology for thickness optimization of a MAS with a ceramic front, a second layer of epoxy reinforced with curaua fiber (high strength natural fiber) and an aluminum back layer. The application of statistic techniques allowed choosing optimal configuration within the studied interval, promoting more trauma absorption and less weight.

Palavras-chave

Blindagem multicamada; Compósito; Fibra natural; Ensaio balístico; Planejamento de experimentos.

Multilayered armor; Composite armor; Composite; Natural fiber; Balístic test, Design of experiments.