The analysis of penetration of warheads in concrete protective structures is an important part of the study of weapon effects on protective structures. This type of analysis requires that the design load in the form of a warhead is determined, and its characteristic and performance within a protective structure is known. Constitutive equations for concrete subjected to weapon effects have been a major area of interest for a long time, and several material models for concrete behaviour are developed. However, it is not until recent years that it has been possible to use finite element (FE) analyses to simulate the behaviour of concrete targets during projectile penetration with acceptable results. The reason for this is a combination of several factors, e.g. development of suitable material models for concrete, enhancement of numerical methodology and affordable high capacity computer systems. Furthermore, warhead penetration has primary been of interest for the armed forces and military industry, with a large part of the conducted research being classified during considerable time. The theoretical bases for concrete material behaviour and modelling with respect to FE analyses of projectile penetration are treated in the thesis. The development of weapons and fortifications are briefly discussed in the thesis. Warheads may be delivered onto a protective structure by several means, e.g. artillery, missiles or aerial bombing, and two typical warhead types were used within the study. These warhead types were artillery shells and unitary penetration bombs for the use against hardened targets, with penetration data for the later warhead type almost non-existing in the literature. The penetration of warheads in concrete protective structures was therefore studied through a combination of experimental work, empirical penetration modelling and FE analyses to enhance the understanding of the penetration phenomenon. The experimental data was used for evaluation of empirical equations for concrete penetration and FE analyses of concrete penetration, and the use of these methods to predict warhead penetration in protective structures are discussed within the thesis. The use of high performance concrete increased the penetration resistance of concrete targets, and the formation of front and back face craters were prevented with the use of heavily reinforced normal strength concrete (NSC) for the targets. In addition, the penetration depths were reduced in the heavily reinforced NSC. The evaluated existing empirical penetration models did not predict the behaviour of the model scaled hardened buried target penetrators in concrete structures with acceptable accuracy. One of the empirical penetration models was modified to better describe the performance of these penetrators in concrete protective structures. The FE analyses of NSC gave reasonable results for all simulation cases, with the best results obtained for normal impact conditions of the penetrators. / Analyser avseende stridsdelars penetration i skyddskonstruktioner av betong viktigt för studier av vapenverkan mot skyddskonstruktioner. Dessa analyser förutsätter att dimensionerande last i form av stridsdel bestäms, samt att dess karakteristik och verkan mot skyddskonstruktioner är kända. Konstitutiva modeller för betong utsatta för vapenverkan har varit av stort intresse under en lång tid och ett flertal materialmodeller har utvecklats. Det är emellertid först på senare år som det varit möjligt att använda finita element (FE) analyser for att simulera beteendet för betongmål vid projektilpenetration med acceptabla resultat. Anledningen till detta kan tillskrivas kombinationen av ett flertal faktorer, t ex utvecklingen av lämpliga materialmodeller, förbättringar av numerisk metodik och utvecklingen av kostnadseffektiva beräkningsdatorer. Penetration av stridsdelar har dessutom i huvudsak varit av intresse för militären och försvarsindustrin, vilket har resulterat i att en stor del av den bedrivna forskningen har varit hemligstämplad under lång tid. Grunderna avseende betongs materialbeteende och beskrivning av detta med avseende på FE-analyser av projektilpenetration behandlas i denna licentiatuppsats. Den fortifikatoriska utvecklingen och utvecklingen av vapen diskuteras kortfattad i uppsatsen. Ett flertal olika typer av stridsdelar är av intresse avseende verkan mot skyddskonstruktioner, t ex artillerigranater, missiler eller flygbomber. I denna studie beaktades två typiska stridsdelar, artillerigranater och penetrerande bomber. De senare är specifikt konstruerade för användande mot skyddskonstruktioner och företrädesvis mot betongkonstruktioner. Det visade sig dessutom att data avseende penetration i betong för denna typ av penetrerande stridsdelar i stort sett inte var publicerade. Penetration av stridsdelar i betong studerades därför med en kombination av experimentella metoder, empiriska penetrationsmodeller och FE-analyser för att öka förståelsen för problemställningen. De experimentella modellresultaten användes för att utvärdera både de empiriska penetrationsmodellerna och FE-analyserna avseende betongpenetration, med båda metodernas användande diskuterat i uppsatsen. Användandet av högpresterande betong ökade penetrationsmotståndet för betongmålen i jämförelse med standardbetongmålen. Det var även möjligt att förhindra kraterbildningen på fram- och baksidan av de kraftigt armerande standardbetongmålen, detta medförde även en reducerad penetration för projektilerna i målen. De existerande empiriska penetrationsmodellerna kunde inte förutsäga penetrationen av modellprojektilerna i betongmålen med godtagbara resultat. Istället vidareutvecklades en av dessa modeller för att bättre beskriva denna typ av penetrerande stridsdelar i skyddskonstruktioner av betong. Finita elementanalyserna av standardbetongmålen visade sig ge ett rimligt beteende för alla analyserade modeller, med de bästa resultaten erhållna för vinkelrätt anslag för de modellprojektilerna av de penetrerande stridsdelarna. / QC 20111116

I augusti 1914 invaderade Tyskland sitt västra grannland Belgien, som förklarat sig neutralt i konflikten mellan centralmakterna och de allierade. Belgarnas försvar byggde på den uttalade politiska viljan att vara neutral och var därför inte kraftsamlat i någon riktning. Tysklands anfall inleddes med en attack på de stora fasta försvarsanläggningarna vid Liège. Försvaret var knutet till de fasta försvarsanläggningarna uppförda 40 år tidigare. Trots relativt små medel och dåliga förberedelser lyckades försvararna göra väl ifrån sig. Nyttjandet av fasta försvarsanläggningar är gammalt men det finns fortfarande mycket lärdom att dra. Den här uppsatsen är en teoribildande fallstudie baserad på kvalitativ litteraturstudie. Därför beskrivs slaget i förhållande till fördelar och nackdelar med nyttjandet av fasta försvarsanläggningar. Jag presenterar också ett försök att dra rimliga slutsatser ur det som inträffat som mynnar ut i en teori. Den viktigaste slutsatsen kan sammanfattas med att fasta försvarsanläggningar kommer bäst till sin rätt när de nyttjas av förband vars uppgift gör dem oberoende av hög rörlighet men ställer krav på hög verkan med kvantitativt liten trupp. De gör sig sämst då involverade med stora fältförband med uppgifter som ställer krav på mobilitet och knappa tidsförhållanden / Germany invaded its western neighbour Belgium in august 1914. Belgium had declared herself neutral in the conflict between the central powers and the allied but was still invaded. The Belgian defence revolved largely around the political will to remain neutral and was therefore ill prepared in either direction. Germany’s first attack struck at the great fortresses outside Liège. The defence of this town was tied to the local forts, which had been erected some 40 years before. The outnumbered defenders with poorly executed preparations were able to perform well against the German might. The use of forts is an old practice in war but there are still lessons to be learned from its utilisation. This study is a theory constructive case study based on a quality text study. Therefore, the battle with its pros and cons of the use of forts are presented in an attempt to derive reasonable conclusions towards the use of fixed fortifications These facts led me to form a foundation of a theory on the usefulness of fixed fortifications.

Under 1990-talet accelererade avvecklingen av det fasta kustartilleriet. Det skedde samtidigt med implementeringen av Revolution in Military Affairs(RMA)-konceptet i Sverige, snabb militärteknisk utvecklingen och Försvarsmaktens omställning från en stor organisation med lång mobilisering till insatsförsvar med hög beredskap. Syftet med studien är att med hjälp av argumentationsanalys och kvalitativ textanalys, studera relationen mellan RMA och avvecklingen av fasta kustartilleriet, genom analys av Kungliga Krigsvetenskaps Akademiens Handlingar och Tidskrifter. Resultatet visar att fast kustartilleri spelar en viktig roll även i en värld präglad av RMA och modern teknologi. Det fasta kustartilleriet ersattes av rörligt. Även detta avvecklades i förtid. / During the 1990´s the liquidation of coastal fortifications accelerated. During the same period of time the concept of Revolution in Military Affairs is being implemented in Sweden, military technology is rapidly evolving and Swedish Armed Forces is transforming its organization from a large quantity - long mobilization, to a small mission-based armed force with high response. The purpose of the study is to analyze the relation between RMA and the liquidation of the coastal fortifications, through argumentative analysis and qualitative text analysis, by studying the publications of the Royal Swedish Academy of War Sciences. The result shows that costal fortifications are important even in a world characterized by RMA and modern technology. The costal fortifications were replaced by mobile units. They got liquidated before there time as well.