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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

Tesi etd-03242014-104021


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
LANDI, SIMONE
URN
etd-03242014-104021
Titolo
studio dei materiali compositi e sviluppo di prove sperimentali per la loro certificazione.
Dipartimento
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
Relatori
relatore Prof. Lazzeri, Roberta
relatore Prof. Cavallini, Giorgio
Parole chiave
  • materiali compositi
  • compositi
  • prove sperimentali
  • certificazione
Data inizio appello
15/04/2014
Consultabilità
Completa
Riassunto
L’utilizzo di compositi fibro-rinforzati è cresciuto significativamente negli ultimi anni ed hanno ampiamente dimostrato la loro funzionalità in campi sempre più diversificati.
I motivi della loro espansione sono da attribuire alle eccellenti proprietà meccaniche in rapporto al loro peso specifico, alla durabilità e alla versatilità. L’uso dei compositi avanzati è stato a lungo limitato alle applicazioni ad elevato valore aggiunto a causa del costo delle materie prime, quali fibre di carbonio e Kevlar e della tecnologia di produzione.
Negli ultimi 20 anni i materiali compositi hanno rivoluzionato il modo di pensare e di progettare le strutture, permettendo di raggiungere prestazioni altrimenti irraggiungibili e competendo con i metalli in molte applicazioni. I materiali compositi sono molto utilizzati soprattutto grazie al risparmio in peso, unito all’alta resistenza a fatica e alla corrosione; basta infatti pensare che risparmiando un Kg su un aereo civile di medio-piccole dimensioni (A320), in un anno si risparmiano circa 300 Kg di carburante. Con l’impiego di fibre di carbonio e resina polimerica si può arrivare ad una riduzione di peso del 20% rispetto all’utilizzo di alluminio.
Per questi motivi, le maggiori aziende aeronautiche mondiali come Boeing (B787) e Airbus (A350), hanno realizzato velivoli utilizzando una grande quantità di materiali compositi.
Vista la mancanza di esperienza consolidata nell’utilizzo di questi materiali, la normativa impone, per ottenere la certificazione, di eseguire numerose campagne di prove di certificazione per ricavare i cosiddetti ammissibili di progetto.
Nel presente lavoro di tesi, svolto presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale- Sezione Aerospaziale dell’Università di Pisa, si sono effettuate prove sperimentali di trazione e taglio ad alta temperatura (120°) di provini condizionati, per la caratterizzazione del materiale composito soggetto a certificazione.
Nel primo capitolo verranno introdotti i materiali compositi e descritte le metodologie di impiego in campo aeronautico. Nel secondo saranno illustrate le varie prove a cui un provino in composito può essere sottoposto e analizzate nello specifico le prove di trazione e taglio con le relative normative. Nel terzo capitolo verranno infine descritti gli strumenti utilizzati e le procedure adottate per lo svolgimento delle prove.
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