Previsione tramite simulazione FEM del comportamento flessionale di compositi FRP tenacizzati con elastomeri

L’obiettivo del seguente lavoro di tesi è proporre un modello numerico agli elementi finiti che sia in grado di fornire una previsione del comportamento flessionale di materiali compositi tenacizzati con gomme. L’utilizzo di quest’ultime permette di moderare il comportamento a rottura di tipo fragile dei compositi, migliorandone la tenacità a frattura. In particolare, vengono studiati compositi costituiti da lamine con rinforzo in fibra unidirezionale ed interlayer di Kraibon, un sottile film di gomma prodotto dall’azienda tedesca Kraiburg. In principio si realizza la caratterizzazione meccanica della gomma attraverso una campagna di sperimentale a trazione. Le curve di tensione e deformazione risultanti vengono poi inserite all’interno del software agli elementi finiti ABAQUS, per identificare quale, tra i modelli matematici proposti, sia il più idoneo alla sua descrizione. Successivamente si esegue la modellazione numerica di una prova di flessione a tre punti su provini contenenti da uno a tre strati di gomma. Le curve forza-spostamento risultanti vengono confrontate con quelle ottenute sperimentalmente. Un secondo confronto prende in esame gli spostamenti e le deformazioni di ogni campione, considerati in una zona ristretta della superficie. In quest’ultimo caso, per le prove sperimentali ci si avvale della tecnica della Digital Image Correlation. Entrambi i procedimenti illustrati hanno il fine di valutare la validità del modello predittivo. Infine, la soluzione numerica scelta viene riproposta su una lastra di composito, per testarne l’efficacia su componenti più complessi. Nello specifico, si eseguono prove sperimentali di indentazione, che vengono in un secondo momento validate mediante simulazioni numeriche.