Analisi basata sugli sforzi locali della resistenza a fatica di giunzioni incollate di materiali compositi

Abstract

RIASSUNTO. Il lavoro prende spunto dai risultati di un'analisi sperimentale del comportamento a fatica di giunzioni incollate di materiali compositi laminati di elevato spessore formati da strati di unidirezionale e di tessuto di fibra di carbonio. I giunti sono stati realizzati in modo tale da saggiare l'influenza della lunghezza di sovrapposizione (da 25,4 mm a 110,8 mm), della forma del giunto (con e senza rastremazione), e della composizione degli aderendi (sostituzione di uno degli aderendi in composito con uno in acciaio). Mediante analisi 2D elastiche con il metodo degli elementi finiti sono state ricavate le distribuzioni degli sforzi all'interno dello strato di adesivo, al fine di individuare un parametro utile alla descrizione del comportamento a fatica in termini di sforzi locali -numero di cicli a rottura. Il ruolo della fase di propagazione viene discusso alla luce di osservazioni dell'avanzamento della frattura, condotta su alcuni dei giunti testati. ABSTRACT.Results of fatigue tests on adhesive lap joints of thick (10 mm) composite laminates are presented and discussed. Specimens of different overlap length (from 25 to 110 mm), different shape (with and without taper) and different materials (composite on composite, composite on steel) were fatigue tested. In order to investigate on the relationship between peak elastic stresses in the adhesive layer and fatigue life, a 2D structural analysis of the joints by the finite element method was performed. This analysis suggested that peak elastic stresses in the adhesive layer could be adopted as a design criterion, at least as an engineering tool for industrial applications. The role of crack propagation is also discussed, on the basis of some observations during fatigue tests.