The growing need for ballistic protection in the military and civil sectors has driven research into the development and validation of advanced materials for protective applications. This thesis work has the experimental and numerical evaluation of the ballistic resistance of a plate made of Armox 500T steel, a material widely used for protection against high-speed impacts. velocity. Numerical simulations will be carried out using the finite element analysis software ABAQUS, implementing advanced constitutive models to describe the plastic and damage behaviour of Armox 500T. Material parameters will be obtained from scientific literature and, where necessary, from experimental tests conducted in the laboratory. The accuracy of the numerical model will be verified by comparison with the experimental data, in order to guarantee the representativeness of the real behaviour of the plate under ballistic impact conditions: in parallel, the experimental analysis will be carried out by means of shooting tests in polygon, using 7.62 × 51 mm NATO bullets. The objective is to determine the strength limits of the material and validate its protective capacity according to engineering criteria, in such a way as to also obtain quantitative values of energy dissipated and transferred to the plate. The results of this research will make a significant contribution to the design and validation of advanced protective solutions, improving the understanding of the dynamic behaviour of Armox 500T steel and optimising numerical simulation methodologies for the study of impact ballistics.

La crescente necessità di protezione balistica in ambito militare e civile ha spinto la ricerca verso lo sviluppo e la validazione di materiali avanzati per applicazioni protettive. Questo lavoro di tesi ha come obiettivo la valutazione sperimentale e numerica della resistenza balistica di una piastra in acciaio Armox 500T, un materiale ampiamente utilizzato per la protezione contro impatti ad alta velocità. Verranno realizzate simulazioni numeriche utilizzando il software di analisi agli elementi finiti ABAQUS, implementando modelli costitutivi avanzati per descrivere il comportamento plastico e di danneggiamento dell'Armox 500T. I parametri del materiale saranno ottenuti da letteratura scientifica e, ove necessario, da test sperimentali condotti in laboratorio. L'accuratezza del modello numerico verrà verificata mediante confronto con i dati sperimentali, al fine di garantire la rappresentatività del comportamento reale della piastra in condizioni di impatto balistico: infatti, parallelamente, l'analisi sperimentale verrà condotta mediante prove di tiro in poligono, utilizzando proiettili 7,62 × 51 mm NATO. L'obiettivo è determinare i limiti di resistenza del materiale e validarne la capacità protettiva secondo criteri ingegneristici, in modo tale anche da ottenere valori quantitativi di energia dissipata e trasferita alla piastra.I risultati di questa ricerca forniranno un contributo significativo alla progettazione e validazione di soluzioni protettive avanzate, migliorando la comprensione del comportamento dinamico dell'acciaio Armox 500T e ottimizzando le metodologie di simulazione numerica per lo studio della balistica d’impatto.

Progettazione e dimensionamento di piastre ad uso balistico

MAIORANA, ALESSANDRO
2024/2025

Abstract

The growing need for ballistic protection in the military and civil sectors has driven research into the development and validation of advanced materials for protective applications. This thesis work has the experimental and numerical evaluation of the ballistic resistance of a plate made of Armox 500T steel, a material widely used for protection against high-speed impacts. velocity. Numerical simulations will be carried out using the finite element analysis software ABAQUS, implementing advanced constitutive models to describe the plastic and damage behaviour of Armox 500T. Material parameters will be obtained from scientific literature and, where necessary, from experimental tests conducted in the laboratory. The accuracy of the numerical model will be verified by comparison with the experimental data, in order to guarantee the representativeness of the real behaviour of the plate under ballistic impact conditions: in parallel, the experimental analysis will be carried out by means of shooting tests in polygon, using 7.62 × 51 mm NATO bullets. The objective is to determine the strength limits of the material and validate its protective capacity according to engineering criteria, in such a way as to also obtain quantitative values of energy dissipated and transferred to the plate. The results of this research will make a significant contribution to the design and validation of advanced protective solutions, improving the understanding of the dynamic behaviour of Armox 500T steel and optimising numerical simulation methodologies for the study of impact ballistics.
2024
Design and modeling of ballistic plates
La crescente necessità di protezione balistica in ambito militare e civile ha spinto la ricerca verso lo sviluppo e la validazione di materiali avanzati per applicazioni protettive. Questo lavoro di tesi ha come obiettivo la valutazione sperimentale e numerica della resistenza balistica di una piastra in acciaio Armox 500T, un materiale ampiamente utilizzato per la protezione contro impatti ad alta velocità. Verranno realizzate simulazioni numeriche utilizzando il software di analisi agli elementi finiti ABAQUS, implementando modelli costitutivi avanzati per descrivere il comportamento plastico e di danneggiamento dell'Armox 500T. I parametri del materiale saranno ottenuti da letteratura scientifica e, ove necessario, da test sperimentali condotti in laboratorio. L'accuratezza del modello numerico verrà verificata mediante confronto con i dati sperimentali, al fine di garantire la rappresentatività del comportamento reale della piastra in condizioni di impatto balistico: infatti, parallelamente, l'analisi sperimentale verrà condotta mediante prove di tiro in poligono, utilizzando proiettili 7,62 × 51 mm NATO. L'obiettivo è determinare i limiti di resistenza del materiale e validarne la capacità protettiva secondo criteri ingegneristici, in modo tale anche da ottenere valori quantitativi di energia dissipata e trasferita alla piastra.I risultati di questa ricerca forniranno un contributo significativo alla progettazione e validazione di soluzioni protettive avanzate, migliorando la comprensione del comportamento dinamico dell'acciaio Armox 500T e ottimizzando le metodologie di simulazione numerica per lo studio della balistica d’impatto.
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