금속 방탄재에 탄환이 고속 충돌 시, 탄환과 방탄재 사이에 복잡한 비선형 변형과 열적-기계적 상호작용이 발생한다. 이로 인해 방 탄 성능을 결정하는 주요 물성을 평가하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 금속 방탄재의 기계적 물성에 대해 분산분석을 수행하여 방탄성능에 대한 영향성을 통계적으로 확인하였다. LS-Dyna 상용 소프트웨어를 이용하여 금속재료에 대한 탄도 충격 현상 유한요소 모델을 구현하였으며, NATO 회원국 간의 표준화 협정 규격에 따른 파편모의탄을 사용하였다. STANAG 4569를 기준으로 비관통 조 건에서는 630m/s, 관통조건에서는 960m/s 속도로 충돌해석 수행하였고, 각각에 대한 분산분석을 수행하였다. Armox500T의 기본 물 성을 중심점으로 설정한 중심합성계획법을 이용하여 실험점을 배치하였으며, 완전2차 표면모델을 통해 방호 성능을 결정 짓는 금속 재료의 주요 기계적 물성에 대한 영향성을 평가하고, 물성 간의 상호작용 효과를 확인하였다.

현대의 방탄 장갑은 우수한 관통 저항성을 갖추어야할 뿐만 아니라 군인과 군용차량의 기동성이 확보되어야 하기 때문에 경량화가 중요한 개발 요소가 되었다. 이종 적층 평판 구조의 방탄 장갑의 방탄 성능은 동일 중량 대비 구성 재료의 배열에 따라 달라진다. 본 논 문에서는 케블라, 초고분자량 폴리에틸렌 그리고 에바 폼으로 구성된 방탄 장갑의 적층 배열에 따른 방탄 성능을 분석한다. 구성 재료 의 두께가 5mm와 6.5mm인 두 가지 경우에서 6가지 적층 배열에 대하여 7.62 × 51mm NATO 탄환의 M80 탄을 856m/s의 속도로 충돌 시키는 피탄 해석을 수행하였다. 방탄 성능을 평가하기 위해 이종 적층 평판을 관통한 발사체의 잔류 속도와 잔류 에너지를 측정하였 다. 시뮬레이션 결과를 통해 케블라, 초고분자량 폴리에틸렌, 에바 폼의 배열 순서를 갖는 적층 구조가 동일 중량에 대해 가장 우수한 방탄 성능을 가짐을 확인하였다.