Numerical Validation of a Sandwich Composite structure for EASA certification requirements

Lo scopo principale di questo lavoro di tesi è validare i modelli teorici e numerici per strutture sandwich in materiale composito ed eseguire un'analisi agli elementi finiti di un sistema medicale, che dovrà essere installato a bordo di un elicottero, al fine di verificare i requisiti di certificazione imposti da EASA (European Aviation Safety Agency) per questo tipo di materiale. Il primo passo fondamentale per la certificazione di un prodotto aeronautico è dimostrare la completa conoscenza del tipo di materiale e della tecnologia utilizzata per la produzione. Per questo motivo, la prima parte di questo lavoro prevede uno studio approfondito delle strutture sandwich a partire dall'analisi delle teorie tipicamente utilizzate per determinare le caratteristiche meccaniche di questi materiali, costruendo così modelli teorici e numerici che consentono di prevedere il comportamento di queste strutture e quindi validare questi modelli con i risultati sperimentali provenienti dalla letteratura o da attività di test. In questo modo, è possibile avere un buon grado di fiducia sui risultati ottenuti dalle analisi su qualsiasi tipo di struttura che utilizza materiali sandwich. Nella seconda parte verrà analizzato,dal punto di vista strutturale, un componente attualmente in produzione. Si tratta di un sistema medicale, in particolare una barella, che verrà installata a bordo della cabina di un elicottero utilizzato per applicazioni di elisoccorso. La base della barella è realizzata in materiale sandwich e collegata alla fusoliera mediante supporti in lega di alluminio. Inizialmente verrà eseguito lo studio delle condizioni di carico a cui è sottoposto l'elicottero e verrà presentata una breve descrizione della normativa EASA. In particolare, saranno prese in considerazione le condizioni più gravose. Per questo motivo, verranno considerate le condizioni di atterraggio di emergenza. Verrà inoltre effettuata una breve prova sperimentale su un provino sandwich per validare i valori delle caratteristiche meccaniche dei materiali forniti dai produttori e attraverso questo test sarà anche possibile validare i modelli teorici e FEM (Finite Element Method). Successivamente sarà realizzato il modello FEM della struttura modellando la barella con elementi bidimensionali in modo da poter studiare il comportamento generale del sandwich e quindi essere in grado di estrarre i failure index che consentiranno la valutazione di eventuali punti critici con particolare riferimento alle facce del sandwich. Infine, una volta analizzati i risultati delle simulazioni, verranno verificati i requisiti principali che EASA prescrive per le strutture sandwich e sarà quindi possibile valutare i margini di sicurezza.