Sviluppo di procedure numeriche per la simulazione del danno in strutture in composito.

Abstract

La progettazione di strutture in materiale composito è ancora caratterizzata da un alto grado di conservativismo a causa delle difficoltà nel predire i meccanismi di danneggiamento tipici di questi materiali. Da qui la necessità di avere degli strumenti di simulazione in grado di predire il comportamento strutturale di componenti in composito, la loro resistenza al danno (damage resistance) e la loro tolleranza al danno (damage tolerance) sotto i carichi di esercizio. L’obiettivo principale del lavoro di tesi è stato proprio quello di mettere a punto delle procedure numeriche, basate essenzialmente sul Metodo agli Elementi Finiti (FEM), in grado di poter modellare l’innesco e l’evoluzione delle diverse tipologie di danneggiamento che caratterizzano le strutture in materiale composito. Per la messa a punto dei modelli predittivi si è fatto uso sia di codici di calcolo commerciali (LS-DYNA e ANSYS) sia di un codice open source (B2000++) nel quale è stato possibile implementare gli sviluppi presentati nella tesi. La tesi è sostanzialmente diviso in due parti: • Descrizione dello stato dell’arte rispetto alla problematica del danneggiamento e della relativa modellazione in strutture in composito (Capitolo 1 – Capitolo 3). • Presentazione degli sviluppi numerici e delle loro applicazioni (Capitolo 4 – Capitolo 6). In particolare, è proposto un modello di propagazione del danno da delaminazione in un pannello irrigidito (Capitolo 4), un modello di predizione del danneggiamento progressivo dovuto a impatti a bassa velocità (Capitolo 5) e un modello di predizione della resistenza residua (post-impatto) a compressione (Capitolo 6).