Performance of natural curaua fiber-reinforced polyester composites under 7.62 mm bullet impact as a stand-alone ballistic armor

Braga, Fábio de Oliveira; Bolzan, Lucas Tedesco; Lima, Enrique Luis; Monteiro, Sérgio Neves

doi:10.1016/j.jmrt.2017.08.003

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“…Analisando os resultados obtidos, pode-se verificar que a condição ERPV10 foi o que apresentou a maior absorção de energia. Tal comportamento pode estar diretamente relacionado à característica frágil da matriz de epóxi, que tende a dissipar energia pela criação de superfícies de fratura [18], ou seja, o reforço da fibra não foi feito em uma quantidade efetiva. Por outro lado, o teste d.m.s.…”

Section: Resultsunclassified

“…Isto foi conduzido usando o valor de energia cinética absorvida pelo alvo. Compósitos de epóxi reforçados com diferentes frações volumétricas de fibra de piaçava (10,20,30, 40 e 50%) foram testados e tiveram seus resultados comparados com o resultado dessa análise para o tecido de aramida laminado, obtido em outro lugar [18]. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o desempenho individual desses materiais quando sujeito a impacto balístico com munição de 7.62 mm.…”

Section: Introductionunclassified

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Desempenho De Compósitos De Matriz Epóxi Reforçados Com Fibras De Piaçava Como Blindagem Individual Contra Munições De Alta Energia

Filho¹,

Demosthenes²,

Souza³

et al. 2019

ABM Proceedings

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energy ammunition. Reinforced composites with 10, 20, 30, 40 and 50 vol% of piassava fibers were produced and tested to evaluate absorbed energy. Analysis of variance (ANOVA) as well ashonest significant difference test were used to evaluate the results obtained. It was verified that the 50 vol% reinforced composites were those that presented the best performance, comparable to the results obtained for Kevlar TM tested in the same condition.

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Section: Resultsunclassified

Section: Introductionunclassified

Desempenho De Compósitos De Matriz Epóxi Reforçados Com Fibras De Piaçava Como Blindagem Individual Contra Munições De Alta Energia

Filho¹,

Demosthenes²,

Souza³

et al. 2019

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“…Nessas configurações, o aumento de c2 causa um aumento no trauma, embora o contrário aconteça no outro SBM. A explicação pode ser a maior impedância de choque do alumínio, o que torna mais difícil para o compósito absorver a energia de impacto por um mecanismo de quebra de matriz [16].…”

Section: Análise De Variância (Anova) E Análise De Regressão Múltiplaunclassified

“…Entre as fibras lignocelulósicas naturais (FNLs), destaca-se a fibra de curauá ("Ananas Erectifolius") por conta das suas incríveis propriedades mecânicas. Propiedades mecânicas [13][14] e balísticas [15][16][17][18] de compósitos reforçados com fibra de curaua têm sido amplamente investigadas. Monteiro et al [19] revisaram as propriedades de vários FNLs, incluindo o curauá.…”

Section: Introductionunclassified

Otimização De Sistema De Blindagem Multicamadas Usando Técnicas Estatísticas De Box-Behnken Design E Análise De Regressão Múltipla

Filho¹,

Oliveira²,

Demosthenes³

et al. 2019

ABM Proceedings

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Resumo Investigações recentes em sistemas de blindagem de múlticamadas (SBMs) usando compósitos de fibras naturais e tecidos, como segunda camada, mostraram resultados promissores. No presente trabalho, um SBM compostos de cerâmica de alumina como primeira camada, compósito reforçado com tecido de curauá como segunda camada e liga de alumínio como terceira camada foi estudado. O objetivo foi investigar a influência da espessura / densidade de camadas no comportamento geral da blindagem e propor uma configuração de espessura otimizada para as camadas. A fibra de curauá é uma das fibras lignocelulósicas naturais (FNLs) mais resistentes e sua manta tem potencial para aplicações de engenharia. O Box-Behnken Design (BBD) e a Análise de Regressão Múltipla (MRA) foram aplicados para estudar as propriedades do SBM e para melhorar o desempenho da blindagem, reduzindo sua espessura total / densidade superficial. Testes balísticos foram realizados e os resultados de profundidade de indentação foram utilizados como medida da eficiência do SBM. O BBD-MRA foi eventualmente comparado a um ajuste linear simples (SLA) aplicado ao SBM e a um laminado de aramida previamente estudado. A otimização do SBM referente ao BBD-MRA mostrou uma redução de 56% na espessura da blindagem em comparação com a aramida e uma redução de 8,8% em comparação com a otimização do SLA. Palavras-chave: Sistema de Blindagem multicamadas; Compósitos reforçados com fibras naturais lignocelulósicas; Box-Behnken Design. OPTIMIZATION OF MULTILAYERED ARMOR SYSTEM USING BOX-BEHNKEN DESIGN AND MULTIPLE REGRESSION ANALYSIS STATISTICAL TECHNIQUES Abstract Recent investigations in multilayered armor systems (MAS) using natural fiber composites and fabrics, as a second layer, have shown promising results. In the present work, a SBM composed of alumina ceramic as first layer, composite reinforced with curauá woven fabric as second layer and aluminum alloy as third layer was studied. The objective was to investigate the influence of layer thickness / density on the overall shielding behavior and to propose an optimized thickness configuration for the layers. Curauá fiber is one of the most resistant natural lignocellulosic fibers (NLFs) and its fabric woven has potential for engineering applications. Box-Behnken Design (BBD) and Multiple Regression Analysis (MRA) were applied to study the properties of the SBM and to improve shielding performance, reducing its overall thickness / area density. Ballistic tests were performed and the indentation depth results were used as a measure of the SBM efficiency. The BBD-MRA was eventually compared to a simple linear adjustment

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“…It was shown that the impact resistance of the materials decreases with the increasing stiffness. The impact resistance of WPCs also decreases as the wood content increases, after an optimal value and higher strain rates had been obtained with the composites with highest impact resistance [8,14,15]. The high modulus wood fiber stiffens the polyethylene matrix and gradually changes the composite behavior from ductile to brittle with the increase of the fiber content.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Numerical Simulations of Azobé/Urea Formaldehyde Wood Plastic Composite Behaviors under Charpy Impact and Low-Velocity Drop Weight Tests

et al. 2018

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This work is concerned with the study of the influence of impactor’s velocity parameters, impactor’s geometry, the target plate properties, and thickness, on the response of a tropical wood plastic composite (WPC) Azobé/urea formaldehyde (Az/UF) plate under impact loading. Variations of the impact force, displacement, deformation, and impact energy of the specimens with weight fractions of 10, 20, 30, 40, and 50% have been considered in finite element analysis (FEA) simulations. The simulations of the Charpy and of a drop weight impact test on the WPC were carried out using the explicit dynamics module of ANSYS Workbench, which handles problems of dynamic loading of a short duration for 2D and 3D analyses. Contact laws that account for the compressibility of the interacting bodies (the standard steel impactor and the WPC target plate), have been used. The results show that the displacements decrease in contrast to the increase of the wood filler content, and vary in the 6.8–9.0 mm interval. From an energetic point of view, it is observed that the maximum absorbed energy is between 40 and 50% for the Azobe flour wt.%, with energy absorption rates of 28% and 26% of the total energy. These results are in agreement with those reported in previous experimental investigations on hybrid WPCs filled with wood flour and glass fibers, which produce an energy absorption rate of 24–26%. These results promote the applicability of Azobé tropical wood in fabricating WPCs for impact loading situations.

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Performance of natural curaua fiber-reinforced polyester composites under 7.62 mm bullet impact as a stand-alone ballistic armor

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Desempenho De Compósitos De Matriz Epóxi Reforçados Com Fibras De Piaçava Como Blindagem Individual Contra Munições De Alta Energia

Desempenho De Compósitos De Matriz Epóxi Reforçados Com Fibras De Piaçava Como Blindagem Individual Contra Munições De Alta Energia

Otimização De Sistema De Blindagem Multicamadas Usando Técnicas Estatísticas De Box-Behnken Design E Análise De Regressão Múltipla

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