Analisi del comportamento torsionale di travi realizzate in materiale composito

In questa nota si studia il comportamento torsionale di travi composite aventi sezione generica e costituite da materiali ortotropi. Il problema della torsione uniforme viene affrontato in termini della funzione delle tensioni di Prandtl. Viene fornita una soluzione approssimata per il problema della torsione di sezioni tubolari di spessore sottile con strati disposti in serie, per le quali si ricava l’espressione della rigidezza torsionale e della tensione tangenziale media. In un lavoro precedente gli autori hanno ottenuto la soluzione esatta per sezioni multistrato di forma rettangolare; tale soluzione è qui utilizzata per lo studio di travi in legno placcate per mezzo di lamine in composito fibro-rinforzato. Si mostra ad esempio come, placcando la trave con due lamine sottili di composito con fibre di carbonio o di vetro, sia possibile aumentare la rigidezza torsionale della trave anche di 15 volte. Infine si presenta un modello per lo studio della torsione non uniforme di travi composite. Tale modello consente di valutare l’effetto di irrigidimento qualora una base della trave sia perfettamente incastrata, nonchè la distanza di estinzione degli effetti di bordo. Gli esempi studiati evidenziano che nel caso di travi in materiale composito fibrorinforzato, per le quali il rapporto tra i moduli di elasticità longitudinale e tangenziale può assumere valori elevati, tale distanza può risultare molto maggiore che per travi in materiale isotropo