Vitrocerâmicas para blindagens balísticas

The use of ceramic materials in ballistic armor is considerable. Such materials can be very harder and lighter than metallic materials commonly used and it presents advantages to replace metallic materials when necessary toughness can be achieved. However, as SiC and Al2O3 ceramic, traditionally used for shielding, still have high manufacturing cost or low density do not have enough to shield applications such as aircraft. An alternative is the glass-ceramics, ceramics obtained by controlled crystallization of glasses, whose properties can be adjusted by choosing the chemical composition of glass, heat treatment of crystallization and special treatments such as ion exchange on the surface, resulting in increased mechanical strength . The objective of this project is to study the kinetics of crystallization of a glass composition based on cordierite (2MgO.2Al2O3.5SiO2), low density and high hardness, for the manufacture of glass-ceramics for ballistic tests. Shown in this report are results of heat treatment of crystallization and characterization by thermal analysis (DSC) glass obtained previously, indicating uneven distribution of crystals, and drying, weighing, mixing of raw materials and a new fusion of glass, the same composition

Análise numérico-experimental de blindagens balísticas

O desenvolvimento técnico e científico em torno das blindagens tem procurado contrariar o constante aperfeiçoamento dos projéteis e do seu poder de penetração. Para cumprir este objetivo, é necessário recorrer a soluções inovadoras tanto em termos dos materiais utilizados no fabrico, como ao nível do formato da própria blindagem. Com este trabalho pretende-se dar os primeiros passos na produção e teste de materiais em situação de tiro real, bem como na modelação e simulação dos mesmos com o objetivo de adquirir capacidades, técnicas e procedimentos para trabalhos futuros. O trabalho teve início com a realização da pesquisa bibliográfica sobre vários aspetos desde o fabrico até à avaliação do desempenho de blindagens balísticas. O trabalho teórico desta tese incidiu na modelação por elementos finitos dos elementos balísticos (proteções e projétil) tendo como objetivo a simulação numérica da sua interação em condições de impacto. O trabalho experimental foi realizado no campo de tiro da Escola das Armas onde foram testados os alvos com os materiais compósitos produzidos e com placas de alumínio, com diferentes combinações. A análise de resultados permitiu comparar e avaliar as diferenças entre as estimativas teóricas e as suas limitações com as observações experimentais do tiro real.

Avaliação do comportamento mecânico de blindagens balísticas

Desde os primórdios da história, o ser humano tem procurado criar e aperfeiçoar mecanismos que o protejam das agressões do inimigo. Neste sentido, o desenvolvimento técnico e científico em torno das blindagens tem procurado contrariar o constante aperfeiçoamento dos projécteis e do seu poder de penetração. De facto, as blindagens são muitas vezes desenvolvidas para fins específicos de forma a aumentar o seu desempenho na protecção de pessoas e equipamentos. Para cumprir este objectivo, é muitas vezes necessário recorrer a soluções inovadoras, tanto em termos dos materiais e da respectiva qualidade/quantidade utilizada no fabrico, como ao nível do formato da própria blindagem. A avaliação do desempenho das blindagens é extremamente importante para garantir a segurança do utilizador nas mais diversas actividades, tanto militares, como civis. No entanto, esta informação é considerada muitas vezes sigilosa pelo risco que representa para a sociedade militar e civil, e/ou por fortes interesses económicos por parte das empresas que comercializam estes equipamentos de protecção. Quando realizada, esta avaliação restringe-se geralmente a aspectos meramente qualitativos, tais como a verificação do dano produzido pelo projéctil. No entanto, não é usual avaliar o valor da energia remanescente de impacto que, não sendo absorvida pela blindagem, é transmitida ao utilizador ou equipamento. Por outras palavras, será a não penetrabilidade da blindagem uma condição suficiente para garantir a segurança? A presente investigação incidiu no desenvolvimento de uma metodologia experimental inovadora que permita quantificar a energia remanescente de impacto, transmitida através da blindagem ao utilizador, a quando da interacção com o projéctil. Para permitir realizar os ensaios balísticos em condições laboratoriais controladas foi desenvolvido um sistema de impulsão electromagnética que possibilita a ausência de ruído, de fumos ou clarões, consentindo o disparo de diferentes tipos de projécteis com ajuste contínuo da energia de impacto. Para testar a metodologia desenvolvida foram utilizadas blindagens representativas das actividades do Exército Português. De facto, o contributo do presente trabalho permite preencher uma lacuna na avaliação de blindagens, apresentando-se como uma mais-valia, na medida que poderá ser utilizado futuramente pelo Exército Português para uma avaliação independente de blindagens.

Caracterização de uma blindagem de chumbo protetora de mamas para redução de dose em exames de tomografia computadorizada

Objetivo:Diversos estudos foram publicados quanto ao uso de blindagens de bismuto para proteção de mamas em exames de tomografia computadorizada (TC), e até a redação deste artigo encontrou-se apenas uma publicação sobre blindagens de bário. O objetivo deste estudo foi caracterizar, pela primeira vez, uma manta plumbífera para proteção de mamas.Materiais e Métodos:Foram avaliadas a redução percentual da dose e a influência desta blindagem em parâmetros quantitativos da imagem. Medidas de dose foram feitas em um equipamento de TC com auxílio de fantomas específicos e detectores de radiação. Um software de processamento auxiliou na análise qualitativa, que consistiu em avaliar a variação no número médio de TC e do ruído nas imagens.Resultados:Uma redução de dose na entrada em até 30% e do CTDIvol em até 17% foi encontrada. Como previsto na literatura, a presença do algodão como objeto espaçador reduziu significativamente os artefatos presentes na imagem. Em todas as medidas realizadas foi constatado aumento do número médio de TC e do ruído das imagens na presença da manta.Conclusão:Como esperado, os dados encontrados para a blindagem com chumbo foram da mesma ordem daqueles encontrados na literatura para blindagem com bismuto.

Metodologia de análise aplicada a ensaios de impacto com alvos metálicos

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Desenvolvimento de um painel sanduíche com carga de particulado oriundo de resíduo lignocelulósico para aplicação em produtos na área de equipamentos de proteção

This work aims to study and investigate the use of a hybrid composite polymer formed with blanket aramid (Kevlar 29) fiber blanket flax fiber and particulate dry endocarp of coconut (Cocos nucifera Linn), using as matrix an epoxy resin based thermoset for use in areas of protective equipment. Besides such material is used an aluminum plate, joined to the composite by means of glue based on epoxy and araldite commercial. The manufacturing process adopted was manual lamination (Hand Lay Up) to manufacture the hybrid composite. After the composite is prepared, an aluminum plate is subjected to pressure and glued to cure the adhesive. Layers of veil will also be used to separate the particulate from the linen blanket layer without disturbing the alignment of the fibers of the blankets. To characterize the mechanical and physical behavior was manufactured a plate of 800 x 600 mm of the hybrid composite, which were removed specimens for tests of water absorption to saturation; density; impact test (Charpy) and two test specimens for ballistic testing 220 mm x 200 mm to make a comparative study between the dry state and saturated water absorption and thus see the ballistic performance of these two conditions. The test was applied to make a comparative study of fracture in these two conditions, caused by penetrating ballistic missile (38 and 380). To test the impact (Charpy) will analyze the absorbed energy, fracture appearance and lateral contraction, also in dry condition and saturation of absorbed water, thereby analyzing situations where the impact load is relevant, such as bumps and shocks produced by stone, metal or wooden bars among others. The proposed configuration, along with the tests, has the purpose, application in the fields of equipment against ballistic impact, such as helmets; bullet proof vests; shields; protective packaging and other items to be identified in this research.