Ballistic Performance of ETİAL-171 (A360) Aluminium

Abstract

This study was prepared to determine the ballistic protection capacity of ETİAL-171 (A360) series aluminum. A360 series aluminum is a possible alternative to other aluminum series with high mechanical properties, cost of casting, excellent pressure tightness, and high corrosion resistance even at elevated temperatures and without heat treatment. The ballistic tests were divided into two parts, the amateur part which used 9mm ammunition at a distance of 16 meters, and the professional part based on ballistic laboratory data using 357 magnum ammunitions. The laboratory tests were carried out according to the FB3 bullet resistance class by following per under EN-1522-1523 standards. As a result of these tests, the ETİAL-171 aluminum was able to hold 3 out of 5 bullets based on 9mm bullets, and it was not successful against 357 magnum bullets. When this resistance is evaluated, ETİAL-171 series aluminum cage armor can be used against chemical energy ammunition. This evaluation was made by finite element method with the help of ANSYS Explicit and Fusion 360, and its success was proven. The ETİAL-171 series aluminum cage armor proves that it can be used as an alternative by the finite element method, as well as providing partial success against class below the FB3 bullet resistance class.

Keywords

• Aluminum
• Ballistic Performance
• EN-1522-1523
• Finite Element Method
• FB-3 Class
• ETİAL-171 (A360)

ETİAL-171 (A360) Alüminyum'un Balistik Performansı

Abstract

Bu çalışma ETİAL-171 (A360) serisi alüminyumun balistik koruma kapasitesini belirlemek amacıyla hazırlanmıştır. A360 serisi alüminyum, yüksek mekanik özellikleri, döküm maliyeti, mükemmel basınç sızdırmazlığı ve yüksek sıcaklıklarda ve ısıl işlem görmeden bile yüksek korozyon direnci ile diğer alüminyum serilerine olası bir alternatiftir. Balistik testler, 16 metre mesafede 9mm mühimmat kullanılan amatör kısım ve 357 magnum mühimmat kullanılan balistik laboratuvar verilerine dayanan profesyonel kısım olmak üzere iki kısma ayrılmıştır. Laboratuvar testleri EN-1522-1523 standartlarına göre FB3 mermi direnç sınıfına göre gerçekleştirildi. Bu testler sonucunda ETİAL-171 alüminyum, 9mm mermiler baz alındığında 5 mermiden 3'ünü tutabilmiş, 357 magnum mermilere karşı ise başarılı olamamıştır. Bu direnç değerlendirildiğinde ETİAL-171 serisi alüminyum kafes zırh kimyasal enerjili mühimmatlara karşı kullanılabilmektedir. Bu değerlendirme ANSYS Explicit ve Fusion 360 yardımı ile sonlu elemanlar yöntemi ile yapılmış ve başarısı kanıtlanmıştır. ETİAL-171 serisi alüminyum kafes zırh, FB3 mermi dayanım sınıfının altındaki sınıflara karşı kısmi başarı sağlamasının yanı sıra sonlu elemanlar yöntemi ile kafes zırhına alternatif olarak kullanılabileceğini kanıtlamaktadır.

Keywords

• ETİAL-171 (A360)
• Alüminyum
• Ballistik Performans
• EN-1522-1523
• Sonlu Elemanlar Metodu
• FB3-Sınıfı

References

1. [1] G. O. Barney, Global 2000: The Report to the President--entering the Twenty-first Century. 1991.
2. [2] D. D. Showalter, B. E. Placzankis, and M. S. Burkins, “Ballistic performance testing of aluminum alloy 5059-H131 and 5059-H136 for armor applications,” May 2008. doi: 10.21236/ada481176.
3. [3] S. K. Sundaram, A. Bharath, and B. Aravind, “Influence of target dynamics and number of impacts on ballistic performance of 6061-T6 and 7075-T6 aluminum alloy targets,” Mechanics Based Design of Structures and Machines, vol. 50, no. 3, pp. 993–1011, Mar. 2020, doi: 10.1080/15397734.2020.1738245.
4. [4] G. Altuntaş and B. Bostan, “Metallurgical characterization of natural aging effects on pre-deformed Al 7075/T651 alloy during retrogression and re-aging heat treatment,” Kovové MateriáLy (TlačEné Vydanie), vol. 60, no. 4, Sep. 2022, doi: 10.31577/km.2022.4.209.
5. [5] Ş. Karabulut, H. Karakoç, M. Bilgin, H. Canpolat, G. Królczyk, and M. Sarıkaya, “A comparative study on mechanical and ballistic performance of functionally graded Al6061 composites reinforced with B4C, SiC, and Al2O3,” Journal of Materials Research and Technology, vol. 23, pp. 5050–5065, Mar. 2023, doi: 10.1016/j.jmrt.2023.02.116.
6. [6] M. C. Jo et al., “Novel dynamic compressive and ballistic properties in 7075-T6 Al-matrix hybrid composite reinforced with SiC and B4C particulates,” Composites. Part B, Engineering, vol. 174, p. 107041, Oct. 2019, doi: 10.1016/j.compositesb.2019.107041.
7. [7] B. Cheeseman, W. Gooch, and M. Burkins, Ballistic Evaluation of Aluminum 2139-T8. 2008.
8. [8] T. Baykara, V. Günay, and A. Demirural, Zırh Teknolojileri, 1st ed. Yeditepe Üniversitesi Yayınevi, 2020.

9. [9] Baskin, T. W., & Holcomb, J. B. Bombs, Mines, Blast, Fragmentation, and Thermobaric Mechanisms of Injury. In Ballistic Trauma (pp. 45–66). SpringerLink. http://link.springer.com/chapter/10.1007/1-84628-060-5_3., 2005.
10. [10] Dullum, O., The Rocket Artillery Reference Book. Norway: Norwegian Defence Research Establishment. www.ffi.no/no/Rapporter/09-00179.pdf, 2010.