Development of simulation strategies for the onset and propagation of delaminations in composite structures via user-defined contact interactions

La presente tesi si inserisce all’interno dell’attività di ricerca svolta presso l’ex Dipartmento di Ingegneria Aerospaziale e relativa allo sviluppo di strumenti numerici per l’analisi del comportamento dei materiali compositi. L’obiettivo del presente lavoro consiste nello sviluppo e nella messa a punto di una tecnica di analisi per la simulazione dell’innesco e della propagazione di delaminazioni in strutture in materiale composito. Un modello per la rappresentazione del comportamento costitutivo dello strato coesivo presente tra due lamine di materiale composito è implementato in una subroutine Fortran. Tale subroutine è interfacciata al solutore implicito dell software ad elementi finiti Abaqus. Tramite la simulazione di modelli di crescente complessità viene valutata l’efficacia di questa tecnica di simulazione e ne vengono evidenziate le principali caratteristiche. Per lo studio degli effetti dei vari parametri sui modelli vengono simulate semplici prove standard. Si passa poi alla simulazione di eventi più complessi, quali gli impatti a bassa velocità e la compressione dopo l’impatto su laminati multidirezionali. Tutti i modelli sono realizzati in maniera parametrica tramite codice python. Con quest’ultimo viene inoltre realizzata l’estrazione del danno ottenuto nelle prove di impatto e la sua iniezione nei modelli per le prove di compressione dopo l’impatto. Infine, è simulato un impatto a bassa velocità su una struttura complessa di interesse aeronautico