Sviluppo di modelli FEM per l'analisi di danneggiamento di strutture ultrasottili per applicazioni spaziali = Development of FEM models for damage analysis of ultra-thin walled structures for space applications

Lo scopo della tesi è quello di sviluppare modelli FEM adeguati per lo studio della fenomenologia del danneggiamento e la previsione dell’evoluzione del danno di strutture ultrasottili realizzate in materiale composito attualmente in utilizzo per svariate applicazioni spaziali, principalmente come strutture dispiegabili. La necessità di questo studio è legata alla complessità dei fenomeni che caratterizzano i meccanismi di failure dei materiali compositi e alla difficoltà con cui si è in grado di predire la vita residua della struttura nel caso di progressione del danno. A causa dell’elevato costo di prove sperimentali, si è alla ricerca di modelli numerici in grado di simulare fedelmente e in breve tempo il comportamento di tali strutture in presenza di diverse sollecitazioni di carico. In questo contesto si inserisce la Formulazione Unificata di Carrera (CUF), alla base di diversi modelli FEM e di programmi che ne fanno uso per la risoluzione di vari tipi di strutture., tra i quali saranno ad esempio utilizzati MUL2 e Abaqus. Le analisi svolte all’interno della tesi hanno lo scopo di mostrare la potenza di calcolo della CUF, confrontando i risultati con casi studio attualmente presenti in letteratura, affrontando gradualmente il complesso problema del danneggiamento e della progressione del danno di strutture ultrasottili in materiale composito. Scopo ultimo è quello di analizzare l’evoluzione del danno in strutture quali i TRAC boom utilizzando elementi FEM monodimensionali attraverso l’utilizzo della CUF.