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Il corso ha lo scopo di illustrare il tipico comportamento meccanico dei materiali compositi. Il comportamento elastico e a rottura di tipici sistemi compositi (lamine e laminati) sarà trattato sia dal punto vista macro- che micro-meccanico, descrivendo le peculiarità della risposta dei compositi alla luce della loro natura di materiali anisotropi e non omogenei. Il corso fornirà anche informazioni in merito alle specifiche metodologie sperimentali per la caratterizzazione del comportamento meccanico di questa classe di materiali.
1. Approccio macro- e micro-meccanico al comportamento dei materiali compositi 2. Caratterizzazione sperimentale del comportamento meccanico dei materiali compositi
Meccanica dei compositi
Introduzione: definizione di materiale composito; tipici costituenti , proprietà e tecnologie produttive. Meccanica dei materiali anisotropi:legge di Hooke generalizzata; matrici di rigidezza e di cedevolezza; costanti elastiche e costanti ingegneristiche; ortotropia generale e speciale; effetti di sollecitazioni "off-axis". Comportamento elastico dei materiali compositi: approccio macro- e micro-meccanico; comportamento meccanico della lamina e dei laminati; teoria classica della laminazione; approcci alla predizione analitica delle proprietà del materiale composito a fibre continue e discontinue (metodo della meccanica dei materiali; metodi di "bounding"; metodo delle soluzioni esatte; metodo semiempirico di Halpin-Tsai); sforzi igrotermici; sforzi interlaminari. Comportamento a rottura dei materiali compositi: approccio macro- e micro-meccanico; criteri di rottura della lamina (massimi sforzi; massime deformazione; criteri interattivi ed ibridi); criteri di rottura dei laminati ("first ply failure"; "last ply failure"); descrizione dei micromeccanismi di rottura in lamine e laminati; predizione della resistenza meccanica nel caso di compositi a fibre corte e a fibre lunghe. Prove meccaniche sui materiali compositi: generalità sulle metodologie sperimentali con i materiali compositi e riferimenti normativi per la misurazione delle caratteristiche elastiche e delle proprietà ultime.
- B.D. Agarwal, L.J. Broutman."Analysis and Performance of Fiber Composites", John Wiley and Sons, Interscience, NewYork 1980 - J.M. Hodgkinson. "Mechanical Testing of Advanced Fibre Composites", Woodhead Publishing Ltd, Cambridge, 2000
Ultimo aggiornamento 10/01/2019
Si invitano gli studenti a verificare sempre la corrispondenza tra la bibliografia consigliata e i testi disponibili
Lezioni ed esercitazioni pratiche.
Esame orale.