• coesivi
• fem
• delaminazione
• materiali compositi

Il presente lavoro di tesi è incentrato su un meccanismo di rottura dei materiali
compositi: la delaminazione. Tale lavoro è composto da una parte sperimentale
e da una numerica.
Sono state effettuate una serie di prove presso il Laboratorio di Strutture e Materiali dell'ex Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale dell'Università di Pisa per conto di AgustaWestland su due sistemi di materiali composito: HTA-913C (carbonio/epossidico) e S2-5216 (vetro/epossidico).
Entrambi i materiali sono unidirezionali e per semplicità il primo è stato chiamato
U2 mentre il secondo UV. In particolare le prove effettuate sono state:
Statiche di Modo I (DCB) wet a 70°C su provini U2;
Fatica di Modo I wet a temperatura ambiente su provini U2;
Statiche di Modo misto I/II (MMB) dry a temperatura ambiente su provini U2 e UV a vari rapporti di GI/GII.
Lo scopo principale di questo lavoro è stato quello di calcolare la tenacità a
frattura interlaminare (interlaminar fracture toughness) nelle prove statiche ed
il numero di cicli N per l'inizio della crescita della delaminazione nelle prove a
fatica, seguendo le varie norme dell'ASTM.
Nella sezione numerica è stato creato un modello agli elementi finiti della prova
statica MMB con il software Abaqus per poter confrontare il risultato numerico
con quello sperimentale. Per riprodurre la propagazione della delaminazione
sfruttando tecniche numeriche si sono adoperati particolari tipi di elementi: gli
elementi coesivi.
Dopo una breve introduzione sull'utilizzo dei materiali compositi in campo
aeronautico, la tesi è così strutturata:
- Capitolo 1: Meccanica della frattura lineare ed elastica nei materiali compositi per lo studio della delaminazione attraverso la velocità di rilascio dell'energia di deformazione elastica (Velocità di rilascio dell'energia di deformazione elastica);
- Capitolo 2: Descrizione dei metodi sperimentali per la determinazione della tenacità a frattura interlaminare per le prove statiche di modo I, II e I/II e a fatica di modo I.
- Capitolo 3: Analisi degli elementi coesivi per capire quali parametri è necessario impostare.
- Capitolo 4: Illustrazione dei materiali, dell'attrezzatura usata, del procedimento
e dell'elaborazione dei dati delle prove statiche e di fatica di Modo I.
- Capitolo 5: Illustrazione dei materiali, dell'attrezzatura usata, del procedimento
e dell'elaborazione dei dati delle prove statiche di Modo Misto.
- Capitolo 6: Descrizione del modello agli elementi finiti utilizzato per il confronto con i dati sperimentali.
Infine, nelle appendici A, C, D, E, F sono presenti tabelle riassuntive previste
dalla normativa ASTM per ogni provino di ciascuna prova statica. Inoltre per ciascun provino sottoposto a carichi statici sono stati aggiunti il grafico carico-spostamento e la curva di
propagazione R, mentre nell'appendice B per ciascun provino sottoposto a carichi
di fatica è presente il grafico della variazione di rigidezza percentuale in funzione
del numero di cicli.