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Desarrollo y modelización del comportamiento frente a impacto de materiales compuestos de matriz polimérica y carga cerámica

  • Autores: Ángel Arias Hernández
  • Directores de la Tesis: Carlos Navarro Ugena (dir. tes.), Ramón Zaera Polo (dir. tes.)
  • Lectura: En la Universidad Carlos III de Madrid ( España ) en 2003
  • Idioma: español
  • Tribunal Calificador de la Tesis: Federico Paris Carballo (presid.), José Fernández Sáez (secret.), Alfonso Fernández Canteli (voc.), José Antonio Garrido García (voc.), Miguel Angel Astiz Suárez (voc.)
  • Enlaces
  • Resumen
    • En esta tesis doctoral se ha desarrollado un nuevo material compuesto de matriz polimérica con carga de partículas cerámicas, incluyendo su proceso de fabricación, y se ha realizado un estudio experimental, numérico y analítico de su comportamiento frente a impacto de proyectiles de bajo calibre en el rango de velocidades medio-alto (de 400 mis a 1000 mis). El proceso de fabricación del material, que consta de una fase de mezclado seguida de una fase de compactación uniaxial, permite obtener losetas del material compuesto con porcentajes en peso de la carga cerámica de hasta el 80% y porosidad inferior al 2%. Las partículas cerámicas empleadas han sido ~03 y CSi, que en estado granular (0-8 mm), presentan bajo coste y gran disponibilidad. Como matriz polimérica se ha utilizado resina viniléster, la cual presenta óptimas propiedades de trabajabilidad y comportamiento mecánico. Las pruebas de fuego real realizadas en galería de tiro y en una instalación experimental de cañón de gas sobre blindajes fabricados con el material desarrollado muestran que éste presenta una eficiencia balística intermedia entre la correspondiente a los materiales metálicos convencionales y la cerámica monolítica empleada en protecciones llgeras, con un coste menor. Se ha desarrollado, y posteriormente implementado en un código de diferencias finitas, un modelo de comportamiento mecánico del nuevo material, que ha sido validado con resultados experimentales. Un modelo analítico propuesto para el proceso de penetración de proyectiles en protecciones formadas por losetas del material compuesto adheridas sobre una placa metálica, permite obtener la deflexión en la placa de respaldo y las velocidades residuales de los proyectiles impactantes. El modelo analítico ha sido validado con los resultados de la simulación numérica.


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