Materiali compositi: analisi delle tensioni e previsione della resistenza di giunti incollati.

L'obiettivo del presente progetto di ricerca è lo studio analitico, numerico e sperimentale dello stato di tensione che insorge in prossimità di giunti incollati composito-composito e composito-metallo nonché dei relativi meccanismi di danneggiamento e rottura, al fine di mettere a punto attendibili metodologie generali di previsione della resistenza di tali manufatti. Sebbene infatti una significativa attività di ricerca è stata rivolta nell'ultimo ventennio allo studio delle tensioni, della resistenza e dei peculiari meccanismi di danneggiamento e cedimento delle giunzioni composito-composito, anche al variare della sollecitazione applicata (statica, fatica, ecc), allo stato attuale i modelli proposti in letteratura sono difficilmente generalizzabili e non sempre facilmente applicabili per una rapida progettazione di componenti industriali. Ciò è dovuto principalmente alla significativa influenza di un elevato numero di parametri di progetto, alla necessità di utilizzare più o meno laboriose tecniche numeriche di simulazione del danneggiamento ed al fatto che i dati delle indagini disponibili si riferiscono a geometrie, materiali e tecnologie molto diverse. Una accurata progettazione di un giunto composito-composito necessita pertanto allo stato attuale onerose verifiche sperimentali finalizzate alla comprensione dei meccanismi di danneggiamento e stima della corrispondente resistenza. Conseguentemente, allo stato attuale risulta difficile anche l'ottimizzazione del progetto mediante semplice confronto di varie soluzioni progettuali nonché l'eventuale analisi critica di interventi migliorativi della resistenza. Ciò può portare in molti casi a drastiche riduzioni o addirittura a vanificare i vantaggi tipici dei materiali compositi (elevate proprietà meccaniche specifiche) a causa di sovradimensionamento del giunto e/o degli elementi giuntati. Più in dettaglio, tenuto conto dell'effettivo meccanismo di danneggiamento, consistente in generale nella formazione e propagazione di una o più cricche (a) nell'adesivo, (b) all'interfaccia adesivo-aderendo o (e) nell'aderendo, saranno ricercate procedure in grado di prevedere la resistenza statica e la durata a fatica sulla base di un approccio basato sulla meccanica della frattura che consideri lo stato singolare di tensione che si ha a causa della discontinuità geometrica e delle caratteristiche elastiche dei materiali a contatto (nucleazione della cricca) ed una adeguata legge che leghi il rilascio dell'energia di deformazione con la velocità di propagazione della cricca (propagazione a fatica).

Materiali compositi: analisi delle tensioni e previsione della resistenza di giunti incollati