Investigation of FEA Stress Analysis Methodologies for Composite Sandwich Structures

La crescente complessità delle strutture composite impiegate nel motorsport richiede metodologie di simulazione numerica capaci di coniugare accuratezza dei risultati ed efficienza computazionale. Il presente lavoro di tesi analizza differenti strategie di modellazione agli elementi finiti (FEA) di strutture sandwich panel, con particolare riferimento alla loro applicazione al telaio di una vettura di Formula 1. Lo studio si articola in una prima fase di confronto tra differenti strategie di modellazione agli elementi finiti, finalizzata a individuare il compromesso più efficace tra accuratezza dei risultati, robustezza numerica, tempi di pre-processing e costo computazionale. I modelli analizzati permettono di valutare la risposta del pannello sandwich in termini di spostamenti, rigidezza, margini di sicurezza dei laminati in CFRP e tensioni di taglio nel core. In seguito, viene proposta una procedura di caratterizzazione virtuale del materiale honeycomb mediante simulazioni di Three-Point Bending Test. Tale attività consente di correlare la risposta numerica del core con il suo comportamento meccanico e di definire valori ammissibili di tensione di taglio più rappresentativi rispetto ai dati di partenza. Infine, la metodologia di modellazione selezionata e i parametri di materiale identificati vengono applicati all’analisi di una porzione del F1 chassis soggetta a un test strutturale di omologazione. Il confronto con le evidenze sperimentali permette di investigare l’origine delle non linearità osservate durante il caricamento e di valutare il ruolo del core nella risposta globale della struttura. Il lavoro definisce pertanto una metodologia numerica per l’analisi di strutture sandwich composite, finalizzata al miglioramento della correlazione tra simulazione e test e al supporto delle attività di progettazione strutturale in ambito Formula 1.