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Modelli di Impatto a
Bassa Velocità di Laminati in Materiale Composito |
CONCLUSIONI
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Dallanalisi e confronto fra i risultati ottenuti, effettuati nel
Capitolo 5, si nota come i modelli concepiti forniscano dei risultati molto vicini a
quelli ottenuti sperimentalmente.
Già nel modello in cui è stato introdotto lo smorzamento di contatto (rappresentato
attraverso uno smorzatore viscoso) si nota una stretta corrispondenza con i risultati
sperimentali. Da un confronto tra le curve forza-spostamento ottenute si nota come nel
caso sperimentale landamento oscillatorio iniziale si smorzi verso la fine della
fase di carico. Viceversa nel modello in esame tali oscillazioni si smorzano con un certo
anticipo. Da notare come la frequenza di tali oscillazioni sia pressoché identica, come,
uguali a quanto riscontrato sperimentalmente, siano forza e spostamento massimi, nonché
il loro andamento temporale.
Il limite sostanziale di tale modello è insito nel fatto che esso può essere utilizzato
per schematizzare il comportamento di un laminato che non subisce un danneggiamento
apprezzabile.
Per quanto invece riguarda il modello finale notiamo come la corrispondenza con i
risultati sperimentali sia molto vicina. 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 allinterno 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 molto vicino a quanto 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 da un
immediato confronto tra i gli andamenti temporali della forza.
Per quanto riguarda i modelli agli elementi finiti, si nota come, nel caso del modello di
indentazione, landamento della curva di carico sia sostanzialmente pari a quella
sperimentale. Questo dimostra come la routine userpl, concepita per un caso di flessione,
abbia una valenza generale, fornendo dei risultati soddisfacenti anche nel caso di un
corpo sottoposto a compressione.
Riguardo il modello di flessione, attraverso una procedura iterativa, è stato possibile
mettere in evidenza il danneggiamento interno nel materiale, rottura della matrice e, a
carichi più elevati, la rottura delle fibre.
Particolare importanza risultano avere, nell'analisi FEM, la ricerca dell'esatto valore di
KN (che deve essere il più elevato possibile finché il calcolo converge), l'esatta
disposizione dei vincoli (soprattutto nel caso di flessione il vincolo utilizzato sembra
discostarsi dalla definizione di vincolo perfetto) e la scelta dei coefficienti A ed n da
inserire nella curva di plasticizzazione (la soluzione migliore è risultata essere quella
di effettuare il fitting sui dati di laminati con tutte le orientazioni).
I possibili sviluppi a cui può essere sottoposto tale modello sono diversi:
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riguarda lo smorzamento strutturale del provino a questo può essere dato un andamento
funzionale dipendente dallentità del danneggiamento (ed in particolare
dallentità della zona delaminata), in modo da così tener conto dellattrito
tra le superfici della zona delaminata in moto relativo fra loro.
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| Necessità
di introdurre le delaminazioni, responsabili di una sostanziale diminuzione di rigidezza,
unitamente alla rottura di fibre, e dellaumento di rigidezza nella fase iniziale
dello scarico dovuto allattrito tra le superfici delle zone delaminate in moto
relativo fra loro.
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Si vede come gli effetti predominanti, nell'ordine, siano:
| Rottura di
fibre;
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| Delaminazioni
e rotture di matrice
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| Plasticizzazione
e smorzamento nella zona di contatto
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Effetto di secondaria importanza è invece risultato essere lo smorzamento
strutturale.
Stante tali possibili futuri sviluppi, il modello concepito costituisce senz'altro
un'evoluzione del modello Spring-Mass di Shivakumar, da cui si distingue per una maggior
aderenza alla realtà, in quanto estende il campo di applicazione del modello introducendo
in esso alcune delle cause di danneggiamento insite nel materiale.
INDICE
| INTRODUZIONE | CAPITOLO 1 | CAPITOLO 2 | CAPITOLO 3 | CAPITOLO 4 | CAPITOLO 5 | CONCLUSIONI | BIBLIOGRAFIA | RINGRAZIAMENTI
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