2022
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Pre-test input optimization of high explosive blast effects on steel sheets using finite element analysis Proceedings Article Anselmo Augusto; Fausto Mendonca; Girum Urgessa; Koshun Iha @inproceedings{225878,
title = {Pre-test input optimization of high explosive blast effects on steel sheets using finite element analysis},
author = {Anselmo Augusto and Fausto Mendonca and Girum Urgessa and Koshun Iha},
url = {https://www.sige.ita.br/edicoes-anteriores/2022/st/225878_1.pdf},
year = {2022},
date = {2022-09-01},
booktitle = {Simp\'{o}sio de Aplica\c{c}\~{o}es Operacionais em \'{A}reas de Defesa 2022 (SIGE2022)},
abstract = {The study of the effect of high explosives on structures is important for the design of new protective elements or assessment of existing capacity. In this context, detonation tests of TNT charges will be executed observing the blast effects on structural thin sheets made from A36 steel. Before conducting these tests, it is necessary to predict the blast stand-off distance and steel sheet thickness that will be necessary to optimize the blast effects. To achieve this goal, a series of finite element method (FEM) simulations were performed in Abaqus® software, varying the stand-off distances and thicknesses. The automation of these simulations was performed through a Python macro compatible with the FEM software.},
keywords = {explosivos, pirot\'{e}cnicos, prote\c{c}\~{a}o t\'{e}rmica e materiais aplicados., SA - Propelentes},
pubstate = {published},
tppubtype = {inproceedings}
}
The study of the effect of high explosives on structures is important for the design of new protective elements or assessment of existing capacity. In this context, detonation tests of TNT charges will be executed observing the blast effects on structural thin sheets made from A36 steel. Before conducting these tests, it is necessary to predict the blast stand-off distance and steel sheet thickness that will be necessary to optimize the blast effects. To achieve this goal, a series of finite element method (FEM) simulations were performed in Abaqus® software, varying the stand-off distances and thicknesses. The automation of these simulations was performed through a Python macro compatible with the FEM software. |
Emprego da mecânica quântica na caracterização teórica de novos materiais energéticos de interesse militar Proceedings Article Augusto Rodrigues; José Fritz Fidel Rocco; Renê Gonçalves; Rene Spada @inproceedings{225978,
title = {Emprego da mec\^{a}nica qu\^{a}ntica na caracteriza\c{c}\~{a}o te\'{o}rica de novos materiais energ\'{e}ticos de interesse militar},
author = {Augusto Rodrigues and Jos\'{e} Fritz Fidel Rocco and Ren\^{e} Gon\c{c}alves and Rene Spada},
url = {https://www.sige.ita.br/edicoes-anteriores/2022/st/225978_1.pdf},
year = {2022},
date = {2022-09-01},
booktitle = {Simp\'{o}sio de Aplica\c{c}\~{o}es Operacionais em \'{A}reas de Defesa 2022 (SIGE2022)},
abstract = {Este trabalho faz um levantamento das principais caracter\'{i}sticas de materiais energ\'{e}ticos e dos m\'{e}todos de estrutura eletr\^{o}nica baseados na mec\^{a}nica qu\^{a}ntica, mostrando como a jun\c{c}\~{a}o desses conceitos focada em uma investiga\c{c}\~{a}o te\'{o}rica de novas mol\'{e}culas pode gerar benef\'{i}cios econ\^{o}micos, praticidade e ganhos em seguran\c{c}a. Foi realizada uma caracteriza\c{c}\~{a}o atrav\'{e}s de m\'{e}todos ab initio embasados na fun\c{c}\~{a}o de onda e da teoria do funcional de densidade para identificar propriedades termoqu\'{i}micas da mol\'{e}cula do complexo hidrazina borano (N2H4BH3), um proeminente candidato a novo material com alta densidade energ\'{e}tica. A geometria dessa mol\'{e}cula foi otimizada e dois is\^{o}meros foram encontrados por meio de c\'{a}lculos com os funcionais M06-2X e wB97, a Teoria de Perturba\c{c}\~{a}o de Moller-Plesset e o m\'{e}todo Coupled-Cluster, sendo os tr\^{e}s primeiros com o conjunto base cc-pVDZ e o \'{u}ltimo com cc-pVTZ e cc-pVQZ. Por fim, realizando c\'{a}lculos de equil\'{i}brio qu\'{i}mico utilizando as energias livre de Gibbs, obtidas com a metodologia wB97/VDZ para cada is\^{o}mero em diferentes temperaturas, pode-se determinar que a 297K o valor da constante de equil\'{i}brio \'{e} 11,6 e, com isso, uma amostra do complexo hidrazina borano deve apresentar em sua composi\c{c}\~{a}o 92,09% do is\^{o}mero mais est\'{a}vel.},
keywords = {explosivos, pirot\'{e}cnicos, prote\c{c}\~{a}o t\'{e}rmica e materiais aplicados., SA - Propelentes},
pubstate = {published},
tppubtype = {inproceedings}
}
Este trabalho faz um levantamento das principais características de materiais energéticos e dos métodos de estrutura eletrônica baseados na mecânica quântica, mostrando como a junção desses conceitos focada em uma investigação teórica de novas moléculas pode gerar benefícios econômicos, praticidade e ganhos em segurança. Foi realizada uma caracterização através de métodos ab initio embasados na função de onda e da teoria do funcional de densidade para identificar propriedades termoquímicas da molécula do complexo hidrazina borano (N2H4BH3), um proeminente candidato a novo material com alta densidade energética. A geometria dessa molécula foi otimizada e dois isômeros foram encontrados por meio de cálculos com os funcionais M06-2X e wB97, a Teoria de Perturbação de Moller-Plesset e o método Coupled-Cluster, sendo os três primeiros com o conjunto base cc-pVDZ e o último com cc-pVTZ e cc-pVQZ. Por fim, realizando cálculos de equilíbrio químico utilizando as energias livre de Gibbs, obtidas com a metodologia wB97/VDZ para cada isômero em diferentes temperaturas, pode-se determinar que a 297K o valor da constante de equilíbrio é 11,6 e, com isso, uma amostra do complexo hidrazina borano deve apresentar em sua composição 92,09% do isômero mais estável. |
Simulação Computacional da Queima de um Grão Base Bleed (PBLH ? Polibutadieno Líquido Hidroxilado e AP ? Perclorato de Amônio) empregado em Munição de Artilharia Moderna Proceedings Article Conrado Ferreira; José Rocco @inproceedings{226517,
title = {Simula\c{c}\~{a}o Computacional da Queima de um Gr\~{a}o Base Bleed (PBLH ? Polibutadieno L\'{i}quido Hidroxilado e AP ? Perclorato de Am\^{o}nio) empregado em Muni\c{c}\~{a}o de Artilharia Moderna},
author = {Conrado Ferreira and Jos\'{e} Rocco},
url = {https://www.sige.ita.br/edicoes-anteriores/2022/st/226517_1.pdf},
year = {2022},
date = {2022-09-01},
booktitle = {Simp\'{o}sio de Aplica\c{c}\~{o}es Operacionais em \'{A}reas de Defesa 2022 (SIGE2022)},
abstract = {Resumo: Atualmente, a unidade base bleed \'{e} a resposta para a muni\c{c}\~{a}o de artilharia moderna em termos de alcance estendido de proj\'{e}teis de grande calibre. O gr\~{a}o base bleed, um gr\~{a}o propelente s\'{o}lido comp\'{o}sito (SCP) formulado a base de AP/HTPB (Perclorato de Am\^{o}nio e Polibutadieno L\'{i}quido Hidroxilado), \'{e} semelhante aos SCP usados em motores-foguete a propelente s\'{o}lido comp\'{o}sito. Devido \`{a} complexidade e import\^{a}ncia, esse trabalho objetiva contribuir para o entendimento do mecanismo de combust\~{a}o desse tipo de gr\~{a}o propelente por meio de simula\c{c}\~{o}es computacionais envolvendo cin\'{e}tica qu\'{i}mica ? uma importante ferramenta para economia de recursos e otimiza\c{c}\~{a}o ? do processo de queima do gr\~{a}o com uma estrutura de chama do tipo pr\'{e}-misturada no software Chemkin. Palavras-Chave: propelentes; base bleed; Chemkin.},
keywords = {explosivos, pirot\'{e}cnicos, prote\c{c}\~{a}o t\'{e}rmica e materiais aplicados., SA - Propelentes},
pubstate = {published},
tppubtype = {inproceedings}
}
Resumo: Atualmente, a unidade base bleed é a resposta para a munição de artilharia moderna em termos de alcance estendido de projéteis de grande calibre. O grão base bleed, um grão propelente sólido compósito (SCP) formulado a base de AP/HTPB (Perclorato de Amônio e Polibutadieno Líquido Hidroxilado), é semelhante aos SCP usados em motores-foguete a propelente sólido compósito. Devido à complexidade e importância, esse trabalho objetiva contribuir para o entendimento do mecanismo de combustão desse tipo de grão propelente por meio de simulações computacionais envolvendo cinética química ? uma importante ferramenta para economia de recursos e otimização ? do processo de queima do grão com uma estrutura de chama do tipo pré-misturada no software Chemkin. Palavras-Chave: propelentes; base bleed; Chemkin. |
Simulação computacional do comportamento de chapa metálica para proteção de estruturas sujeitas a onda de choque de explosão Proceedings Article Karoline de Sousa Felix; Anselmo Augusto; Koshun Iha; José Rocco; Fausto Mendonca; Girum Urgessa @inproceedings{226612,
title = {Simula\c{c}\~{a}o computacional do comportamento de chapa met\'{a}lica para prote\c{c}\~{a}o de estruturas sujeitas a onda de choque de explos\~{a}o},
author = {Karoline de Sousa Felix and Anselmo Augusto and Koshun Iha and Jos\'{e} Rocco and Fausto Mendonca and Girum Urgessa},
url = {https://www.sige.ita.br/edicoes-anteriores/2022/st/226612_1.pdf},
year = {2022},
date = {2022-09-01},
booktitle = {Simp\'{o}sio de Aplica\c{c}\~{o}es Operacionais em \'{A}reas de Defesa 2022 (SIGE2022)},
abstract = {Diversos materiais tem sido estudados como poss\'{i}veis mecanismos de prote\c{c}\~{a}o a estruturas sujeitas ao efeito de artefatos explosivos. Este trabalho apresenta os resultados iniciais, de uma s\'{e}rie de estudos que est\~{a}o em andamento, nos quais uma chapa met\'{a}lica foi submetida ao efeito de onda de choque de explos\~{a}o. Sua finalidade \'{e} verificar, atrav\'{e}s de simula\c{c}\~{a}o computacional, a capacidade do material em absorver parte da energia gerada por uma detona\c{c}\~{a}o, podendo possivelmente, ser utilizado como um elemento de sacrif\'{i}cio pr\'{o}ximo a membros estruturais prim\'{a}rios de edifica\c{c}\~{o}es. Para isto, foi simulado o impacto de detona\c{c}\~{a}o de uma carga de explosivo em 1 kg de TNT, sobre uma chapa met\'{a}lica de 5mm de espessura e dimens\~{o}es 0,5 x 0,5 m, situada a dist\^{a}ncias do epicentro que variam entre 1 a 1,5m. Os resultados deste estudo preliminar apontam um comportamento satisfat\'{o}rio da chapa ao resistir aos efeitos de detona\c{c}\~{a}o propostos. Palavras-chave: explosivos, chapa met\'{a}lica, onda de choque.},
keywords = {explosivos, pirot\'{e}cnicos, prote\c{c}\~{a}o t\'{e}rmica e materiais aplicados.; SA - Engenharia de Sistemas, SA - Propelentes},
pubstate = {published},
tppubtype = {inproceedings}
}
Diversos materiais tem sido estudados como possíveis mecanismos de proteção a estruturas sujeitas ao efeito de artefatos explosivos. Este trabalho apresenta os resultados iniciais, de uma série de estudos que estão em andamento, nos quais uma chapa metálica foi submetida ao efeito de onda de choque de explosão. Sua finalidade é verificar, através de simulação computacional, a capacidade do material em absorver parte da energia gerada por uma detonação, podendo possivelmente, ser utilizado como um elemento de sacrifício próximo a membros estruturais primários de edificações. Para isto, foi simulado o impacto de detonação de uma carga de explosivo em 1 kg de TNT, sobre uma chapa metálica de 5mm de espessura e dimensões 0,5 x 0,5 m, situada a distâncias do epicentro que variam entre 1 a 1,5m. Os resultados deste estudo preliminar apontam um comportamento satisfatório da chapa ao resistir aos efeitos de detonação propostos. Palavras-chave: explosivos, chapa metálica, onda de choque. |
