Progetto per la manifattura additiva di una struttura gerarchica con resistenza a fatica migliorata

La meccanica della frattura è una scienza ingegneristica relativamente nuova, essendo il suo studio una novità del secolo scorso. Come in molti altri casi, la ricerca in questo ambito è stata motivata da problemi pratici che hanno spesso causato incidenti fatali. Nonostante il grande progresso svolto dagli ingegneri nel comprendere i fenomeni alla base di essa, sono auspicabili degli ulteriori progressi nella sua comprensione e nelle applicazioni. Una possibile ispirazione potrebbero essere alcuni materiali compositi biologici, contemporaneamente tenaci e resistenti grazie a strutture gerarchiche dove agiscono vari meccanismi che incrementano le proprietà del materiale. Queste strutture sono spesso complicate e sviluppate su scala micrometrica, ma grazie a nuove tecnologie come la manifattura additiva è ormai possibile produrre nuove geometrie difficilmente fattibili precedentemente con le tecniche sottrattive. Si può quindi pensare di riprodurre i meccanismi che agiscono nei materiali naturali nella progettazione meccanica, sviluppando materiali sia resistenti che tenaci. In questo elaborato si è cercato di progettare dei provini per flessione rotante dove la presenza di strutture gerarchiche interne potesse aumentare la tenacità estrinseca del materiale, gravando il minimo possibile sulla tensione massima agente nel progetto.