Analisi agli elementi finiti del danneggiamento progressivo di strutture in composito = Finite Element Progressive Failure Analysis of composite structures

La tesi ha come scopo primario l’analisi progressiva del danno di laminati in composito, nella quale, partendo da criteri di cedimento reperiti facendo riferimento alla bibliografia sull’argomento, si vanno ad implementare meccanismi di danneggiamento per predire quelli che saranno i carichi critici della struttura. In particolare, i requisiti primari per una struttura di questo genere sono rappresentati dal First Ply Failure Load e dal Ultimate Failure Load. L’analisi in questione è stata svolta partendo dai risultati sperimentali relativi al lavoro di Chang e Chang («A Progressive damage model for laminated composites containing stress concentrations,» Journal of Composite Materials, pp. 21, 834-855, 1987. ) nel quale la struttura scelta è una piastra in laminato composta da una matrice rinforza da fibre di carbonio (T300/1034-C), che presenta un foro centrale e che è stata sottoposta ad un carico di trazione fino a rottura. Lo studio ha richiesto utilizzo del software per l’implementazione agli elementi finiti, MSC Nastran, che viene adoperato con l’ausilio del pre e post processore MSC Patran. Nella prima parte di questa tesi si andranno ad investigare le potenzialità del software su citato, per determinare l’affidabilità dello stesso in caso di analisi progressiva di danneggiamento, facendo uso dei criteri e dei modelli di danneggiamento implementati di default. Successivamente, una volta rilevati i limiti e le caratteristiche dell’analisi attraverso un software commerciale, si è proceduto all’implementazione di un programma in linguaggio MATLAB, che a differenza del precedente permetta una calibrazione gestita dall’utente relativa ai parametri di cedimento. Nel programma MATLAB sono presenti alcuni fra i criteri che meglio identificano il cedimento del materiale (individuati dopo uno studio bibliografico) e due modelli di danneggiamento utili a predire il comportamento del materiale dopo l’avvenuto cedimento.