El Ejército de EEUU avanza en el desarrollo de blindados resistentes pero más ligeros
Estudio de resistencia de materiales
maquina-de-combate.com – El Ejército de Estados Unidos se ha embarcado desde hace años en actividades de investigación y desarrollo para la modelación de vehículos blindados más resistentes pero más ligeros a través de la evaluación de nuevos materiales, uso de nuevos modelos matemáticos en herramientas digitales.
El objetivo principal, de acuerdo al Dr. Benjamin Szajewski, investigador del Ejército de Estados Unidos, es mejorar el entendimientos sobre los mecanismos de fortalecimientos de las aleaciones de metal. Las aleaciones son utilizadas en el desarrollo y producción de vehículos blindados y los desarrollos de los últimos permiten trabajar con conceptos más ligeros pero que retienen la resistencia de vehículos más pesados, mejoran al mismo tiempo la movilidad, y con ello las posibilidades de supervivencia en un teatro hostil de operaciones.
Menos material se requiere para soportar una misma carga. En aplicaciones estructurales, menos material equivale a peso más ligero.
En las aleaciones, los defectos microscópicos generan menos resistencia en los materiales. La falla de materiales a nivel microscópico tiene lugar a través de la moción colectiva de diminutos defectos en líneas cristalinas que se conocen como desplazamientos indeseados. A ese mismo nivel, se pueden generar obstáculos para evitar tales desplazamientos, evitando así fallas estructurales mayores. Bajo presión, las dos fuerzas (desplazamientos no deseados y obstáculos al desplazamiento) interactúan para determinar la resistencia de un material en específico. Al prevenir el desplazamiento, los obstáculos incrementan la fortaleza de los materiales. Estas interacciones son especialmente efectivas en aleaciones metálicas.
Hasta el momento, las conclusiones de estudios individuales de materiales específicos no se han podido extrapolar más allá del ámbito de aplicación del estudio en cuestión.
En sus estudios, el Dr Szajewski y su equipo han mejorado el entendimiento de las relaciones entre las características físicas de los obstáculos (tamaño, forma, incongruencia elástica, entre otros) y la fortaleza de las aleaciones metálicas. En los estudios se han empleado modelos computacionales de múltiples escalas que han sido desarrollados por el Laboratorio de Investigación Militar del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de Estados Unidos (DevCom).
Entre las importantes aplicaciones derivadas de los estudios, se ha podido elaborar un modelo físico que predice la falla de materiales, un modelo relacionado a las características de los obstáculos que presenta el material metálico en cuestión, relacionando la forma y tamaño de los obstáculos microscópicos con el desempeño del material a nivel macroscópico (es decir, en el teatro de operaciones). Sin embargo, la modelación no abarca modelaciones sobre el método de integración o instalación de los materiales en los vehículos blindados, lo cual puede también afectar el desempeño del blindaje.
El Ejército de Estados Unidos continuará analizando el comportamiento de materiales mediante simulaciones adicionales y estadística teórica para modelar la influencia de distribuciones espaciales aleatorias (o presuntamente aleatorias) en los materiales que se pretenden utilizar para proteger o formar la estructura de los vehículos blindados del futuro.
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