AM - TIA - ENG - EM - M - Mestrado em Engenharia Militar
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Browsing AM - TIA - ENG - EM - M - Mestrado em Engenharia Militar by advisor "Lecompte, David"
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- Brittle Mineral Foam In A Sacrificial Cladding Solution For Blast Loading MitigationPublication . Braz, Duarte Alcobia; Lecompte, David; Matias, Pedro José Da Silva GonçalvesA ameaça de engenhos explosivos no campo de batalha continua a ser uma das formas mais eficazes de criar um grande número de baixas. Independentemente do alvo, estruturas ou veículos, é do interesse de países, como Portugal, que têm tropas destacadas em conflitos armados, para mitigar os seus efeitos. No caso dos veículos, estes possuem um sistema de proteção, como a blindagem, para mitigar os efeitos dos projéteis e fragmentos inimigos. No entanto, em caso de ataque com minas ou explosivos, a sua estrutura e os seus ocupantes continuam vulneráveis. Consequentemente, surge o objetivo deste estudo: criação e avaliação de um revestimento de sacrifício. Este sistema funcionará como uma solução para mitigar a quantidade de energia que a estrutura de principal tem de suportar e assim minimizar os seus danos. A solução de revestimento sacrificial adotada neste estudo baseia-se num núcleo de espuma mineral frágil. Este material tem a grande vantagem de ser leve, incombustível e económico. Além disso, tem também uma boa capacidade de absorção de energia. O desenvolvimento deste sistema e a avaliação do seu comportamento submetido a uma explosão ou a uma compressão dinâmica foi realizado através de campanhas experimentais e utilizando também a modelação numérica no software LS-Dyna. Foi verificada a capacidade de absorver energia e mitigar a ação de uma explosão através de um revestimento sacrificial com espuma mineral frágil. Foi verificado que o sucesso desta solução depende não só do seu núcleo mas também do elemento anterior, a placa frontal. Além disso, a própria geometria e configuração da espuma irá influenciar a sua eficiência de absorção.
- Concrete behaviour against high velocity impactsPublication . Chambino, Miguel Filipe Lopes; Lecompte, David; Rebelo, Hugo Miguel BentoÉ cada vez mais frequente testemunhar ações extremas, sejam de origem natural ou humana, tais como explosões ou impactos. O terrorismo, a guerra ou ações acidentais desta tipologia originam, normalmente, consequências catastróficas, particularmente em infraestruturas críticas. Neste sentido, urge o estudo de soluções protetivas capazes de mitigar o dano em infraestruturas críticas, preservando desta forma a vida humana. Ainda neste âmbito, o estudo do betão face a ações extremas como a explosão ou impactos de alta velocidade torna-se vital. A presente dissertação desenvolve-se no âmbito do projeto de investigação intitulado “Proteção de Infraestruturas Sujeitas a Ações Extremas (PrISAEx)”, financiado pelo Centro de Investigação, Desenvolvimento e Inovação da Academia Militar (CINAMIL), tendo como principal objetivo estudar o comportamento do betão sujeito a impactos de alta velocidade, de forma a contribuir para a conceção e dimensionamento de soluções protetivas que melhorem o comportamento do betão face a esta ação. Este estudo analisa o comportamento de blocos de betão sujeitos a impactos de alta velocidade (>1000 m/s), originados por um Explosively Formed Penetrator (EFP). Para tal, foi realizada uma análise numérica com recurso ao programa LS-DYNA, de forma a analisar os mecanismos de rotura do betão. Posteriormente, os resultados numéricos foram comparados e validados com oito testes experimentais. Numa primeira fase, foi desenvolvido um modelo numérico bidimensional (2D) axisimétrico de um EFP para capturar o seu processo de formação e características fundamentais. Após constatar que o EFP atingiria a velocidade desejada, foi realizada uma campanha experimental com dois tipos de blocos de betão, um com agregado de basalto e outro com agregado de calcário. Posteriormente, foi criado um modelo tridimensional (3D), permitindo uma simulação mais realista do impacto do EFP contra um bloco de betão. Este modelo possibilitou uma avaliação mais precisa do desempenho do EFP e da sua interação com o bloco de betão. Por fim, a profundidade de penetração, fragmentação e a dinâmica global do impacto foram analisadas e comparadas com os resultados experimentais. Através deste estudo, foi possível constatar que agregados mais resistentes demonstraram uma melhor capacidade de dissipação de energia, evidenciada pela menor penetração. Além disso, observamos a confirmação dos diferentes mecanismos de ruptura descritos na literatura tendo como objetivo contribuir futuramente para o desenvolvimento de soluções protetivas visando a mitigação desses efeitos. De destaque, a relevância da modelação numérica, uma vez que os resultados se aproximaram dos valores reais.
- Performance Assessment of a U-Shaped Dissipative Flat Bar Bending Device for Blast ProtectionPublication . Ferreira, Tiago José Basílio; Lecompte, David; Matias, Pedro José da Silva GonçalvesCommercial ”shipping containers” have brought about a revolution in military logistics. Initially recognized as being a primary method for shipping supplies and materiel, these structures can be adapted to improve living conditions for soldiers during operations. The increase of terrorist attacks and the high use of explosive devices as a weapon type makes the investigation of blast-resistant solutions for structures based on energy-dissipating methods important given that it can protect the occupants and contents from blast effects and allow rapid repair and reoccupation after an explosive attack. This dissertation focuses on the study and characterization of an energy dissipative device denominated U-shaped dissipative flat bar bending device (UFBD) subject to blast loading conditions. This device is part of a design of a protective solution developed for ISO containers to mitigate the amount of energy released from a blast event, minimizing the damage to the container allowying a faster recovery of full functionality after an extreme event. The UFBD is composed of a mechanism box with a pin inside and a flat bar which is positioned in direct contact around the pin. When a force is applied, the flat bar is forced to bend around the pin, dissipating energy through plastic deformation. The study and characterization of the UFBD subject to blast loading conditions were carried out through an experimental test campaign and numerical modelling in the LS-Dyna software. The blast loading experimental campaign and the numerical simulations proved that the UFBD has the potential to work as an energy absorber device for blast loading conditions. It was verified that the flat bar moved around the pin and deformed as expected. The ability to dissipate energy through plastic deformations was validated through the plastic deformation of the flat bar after the blast.