Riassunto analitico
In ambito automotive la corsa alla riduzione delle emissioni, la ricerca di elevate performance e le normative omologative sempre più stringenti riguardo le tematiche di sicurezza attiva e passiva hanno indotto le case automobilistiche alla ricerca di soluzioni tecniche e tecnologiche sempre più innovative.
In questo contesto entrano in gioco nuovi materiali di natura composita tra i quali compositi a matrice metallica con rinforzo ceramico particellare chiamati comunemente Metal Matrix Composites (MMC).
Questi materiali dalle elevate proprietà meccaniche sono stati individuati per la realizzazione di componenti strutturali propri delle architetture telaistiche dei quali, inoltre, sono stati curati i tempi e le tecnologie di realizzazione nell'ottica di produzione seriale.
I componenti realizzati devono rispondere a severi requisiti per mantenere gli elevati standard interni (delibera virtuale), sia per quanto riguarda la rigidezza del telaio, ma anche in ottica crash test (sicurezza passiva).
Per comprendere il comportamento del materiale per effetto dei diversi tipi di caricamento che si vengono a instaurare durante la realizzazione del componente stesso e successivamente durante il suo esercizio (crash, quasi-statico), si rende necessario valutare sperimentalmente le sue caratteristiche meccaniche e si cerca di replicare numericamente tale comportamento mediante modellazioni numeriche e.g. modelli agli elementi finiti.
La presente attività di tesi mira a caratterizzare sperimentalmente e a correlare numericamente le prestazioni e il comportamento per rigidezza, resistenza e modalità di frattura di un materiale composito appartenente alla famiglia degli MMC.
Per la valutazione del campo di deformazione che insorge nel materiale per effetto di una data sollecitazione è stata impiegata una tecnica di elaborazione digitale di immagini denominata, appunto, Digital Image Correlation (DIC).
La correlazione è stata incentrata sulla fenomenologia del danneggiamento del materiale implementando un criterio di frattura incrementale chiamato Generalized Incremental Stress-Strain Dependent Damage Model (GISSMO).
Il metodo GISSMO GISSMO consente la valutazione dei fenomeni di instabilità insorgenti in componenti sotto svariate tipologie di carico, nonché l'influenza della velocità di deformazione.
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Tale metodologia di correlazione numerico-sperimentale è stata implementata per migliorare e affinare le tecniche numeriche di correlazione attualmente in uso.
Infine, i risultati ottenuti sono stati validati mediante un 3-Points Bending Test (quasi-statico) su di un componente estruso del telaio, un brancardo.
Le prestazioni del materiale sono state comparate alla lega metallica attualmente in uso e, infine, si è tentata una prima valutazione di comportamento del componente in una simulazione di urto palo laterale.
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