|
Modelli di Impatto a Bassa Velocità di Laminati in Materiale Composito |
| Capitolo 5 VERIFICA DEI MODELLI E CONFRONTI SPERIMENTALI
|
| Pagina 1 | Pagina 2 | Pagina 3 |
Indice
5.1 Introduzione
5.2 Modello di
indentazione: verifica in campo elastico
5.3
Modello di indentazione: verifica in campo plastico
5.4 Modello
di flessione: verifica in campo elastico
5.5 Rottura del modello
di flessione
5.6
Confronto per un laminato che non subisce danneggiamento
5.7 Risultati modello
analitico
5.7 Risultati del modello analitico I dati ottenuti con il metodo degli elementi finiti possono essere introdotti nel modello analitico concepito. Questi può tener conto del danneggiamento inerente la fase d’impatto come:
 | Plasticizzazione della zona di contatto: determina una rigidezza di contatto k variabile in funzione della forza agente; |
| Rotture di fibra e matrice: messa in evidenza attraverso la variazione della rigidezza flessionale. |
I risultati ottenuti verranno confrontati con una prova sperimentale che metta in giuoco tali effetti di danneggiamento.
| DATI DELLA PROVA |
|
|
| Altezza di caduta | 0.246 m | |
| Energia d'impatto prevista | 5.2 J | |
| Energia d'impatto effettiva | 5.09 J | |
| Velocità d'impatto prevista | 2.087 m/s | |
| Velocità d'impatto effettiva | 2.065 m/s | |
| RISULTATI |
|
| Energia residua | 1.77 J |
| Spostamento massimo | 2.80 mm |
| Forza massima | 3720 N |
| Energia di danneggiamento | 3 J |
| Forza di danneggiamento | 3100 N |
Figura V.13. Andamento sperimentale della forza.
Figura V.14. Andamento sperimentale dell'energia.
Figura V.18. Andamento analitico del diagramma forza-spostamento.
Confrontando tra loro i risultati ottenuti si ricava:
Figura V.19. Confronto forza sperimentale e analitica.
Figura V.20. Confronto energia sperimentale e analitica.
Figura V.21. Confronto diagramma Forza-Spostamento analitico e sperimentale.
Dall'analisi
dei risultati si nota come i risultati ottenuti con il modello finale presentino una
corrispondenza molto vicina con i risultati sperimentali. In particolare si nota, oltre un
certo valore di carico, la presenza della classica brusca diminuzione di carico sintomo
della rottura di fibre verificatasi entro il laminato. Questo determina una
"apertura" del diagramma forza-spostamento, sinonimo di dissipazione di energia
all’interno del materiale. Tale dissipazione può essere visualizzata anche dal
diagramma Energia-Tempo, il quale non ritorna, come nel caso del modello precedente, a
zero, ma indica un valore di energia dissipata. Tale valore risulta essere inferiore a
quello ottenuto dalla prova sperimentale di confronto. La causa di tale differenza può
essere addebitabile al fatto che noi non abbiamo considerato, in tale modello, la presenza
delle delaminazioni, il che, come si vede dal diagramma forza-spostamento, provoca una
traslazione verso l'alto della curva di scarico del materiale. Sovrapposizione pressoché
totale si denota invece tra i gli andamenti temporali della forza.
Da tali confronti si denota come il
modello concepito costituisca un'evoluzione del modello Spring-Mass di Shivakumar,
estendendone il campo di applicazione al caso in cui, entro il materiale, si determinino i
caratteristici effetti di danneggiamento.
| Pagina 1 | Pagina 2 | Pagina 3 |
INDICE | INTRODUZIONE | CAPITOLO 1 | CAPITOLO 2 | CAPITOLO 3 | CAPITOLO 4 | CAPITOLO 5 | CONCLUSIONI | BIBLIOGRAFIA | RINGRAZIAMENTI
