Capitolo VII:Conclusioni e sviluppi dell’attività

Capitolo VII:Conclusioni e sviluppi dell’attività 

7.1 Stato delle attività  

Nel presente lavoro di tesi, che si è svolto nell’arco di circa un anno, sono state messe a punto le metodologie per realizzare i modelli agli Elementi Finiti delle strutture in esame, relative alle diverse configurazioni dei pannelli, e sono state condotte le simulazioni numeriche di propagazione della cricca a partire da assegnate lunghezze iniziali

Contemporaneamente a questa ultima fase, essendo stato già sviluppato e analizzato il modello del barile (con tutti i suoi componenti) e della macchina di prova, è iniziata la fase di acquisizione delle informazioni relative al progetto da parte della ditta Marotta, che sta provvedendo alla produzione dei vari componenti. Per avere un quadro chiaro della situazione dal punto temporale si riporta un Planning in figura 7.1.

In base a quanto riportato nella pianificazione delle attività la consegna a PAI di tutti i componenti avverrà agli inizi di Marzo 2008 e, considerando circa un mese per allestimento e preparazione al test, quest’ultimo dovrà avere inizio il 7 Aprile 2008 e durerà circa 2 mesi e mezzo.

Prima dell’inizio della prova sono ancora da mettere a punto e da definire i sistemi di sicurezza per la messa in pressione del barile e la durata delle fasi di carico e scarico dello stesso (quanto riportato in fig. 2.4 è in

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7.3 Conclusioni e sviluppi futuri  

In breve si riportano gli obiettivi raggiunti e gli sviluppi che possono seguire questo lavoro di tesi.

L’obiettivo del lavoro è stato quello di progettare, analizzare e sviluppare una prova di fatica su un tronco di fusoliera pressurizzato sottoposto ad un carico affaticante e di e ideare progettare la macchina di prove per eseguire le prove sperimentali. La realizzazione del modello del barile è partita da disegni di massima realizzati con il software CAD Dassault

System CATIA v5 r17 ed è proseguita con analisi di dettaglio effettuate con il

software FEM MSC Patran – Nastran 2005 r2. Stesso discorso è stato applicato per la modellazione della macchina di prova.

L’analisi di propagazione del difetto iniziale è stata condotta adottando le metodologie implementate nel solutore FEM sopra indicato, realizzando in particolare due diverse soluzioni costruttive per il pannello superiore di fusoliera. Trattandosi infatti di un velivolo stringerless si è cercato di capire se adottare una soluzione che prevedesse l’introduzione di pad longitudinali sull’upper panel, potesse portare a dei miglioramenti rispetto alla configurazione classica senza pad dal punto di vista del comportamento a fatica, e in particolare se i pad stessi potessero fungere in qualche modo da elementi crack

stopper.

I risultati hanno evidenziato effettivamente un rallentamento del difetto con la configurazione con pad e un incremento del numero di cicli

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validazione delle metodologie adottate, per utilizzarle eventualmente nel prosieguo delle attività.

Il lavoro effettuato ha però messo in evidenza che la procedura adottata per la propagazione della cricca con il FEM MSC Patran – Nastran 2005 r2 è piuttosto laboriosa e complessa e, non essendo automatizzata nel programma, richiede un grande livello di attenzione e un elevato numero di ore-uomo per il completamento dell’analisi. Per questo motivo, l’analisi di propagazione è stata effettuata anche con altri due software, in fase di valutazione la direzione tecnica di Piaggio, FRANC2D e StressCheck . Con questi ultimi è possibile realizzare semplici strutture bidimensionali e la procedura di mesh all’apice della cricca è svolta in automatico dal programma. I risultati ottenuti con le diverse metodologie risultano congruenti.

La futura attività sperimentale stabilirà quale procedura ha una rispondenza maggiore con i risultati dei test.

Un’ultima osservazione va fatta sulla configurazione del pannello superiore di fusoliera con pad. La struttura è integrata e per questo motivo i pad possono rallentare la cricca (che nel suo percorso di propagazione trova in pratica un inspessimento della struttura) ma non bloccarla in maniera rilevante. Sarebbe a questo proposito opportuno sviluppare delle attività che consentano la valutazione di soluzioni progettuali alternative al pannello con irrigidimenti integrali, come ad esempio l’utilizzo di un pannello con pad incollati. Si ricorda comunque che la soluzione adottata da PAI è quella di massimizzare lo spazio interno in cabina e per questo un pannello irrigidito con correnti non è è stato preso in considerazione. Per un rapido confronto della soluzione integrale con quella incollata si è fatto riferimento a quanto riportato in [12]. Si deve osservare che i pad dovrebbero essere sempre realizzati in alluminio perchè su velivoli di piccole dimensioni (come i business

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jet) non è indicato l’utilizzo di pad con materiali più performanti ma più

costosi.

La serie del test al quale si fa rifermento è la numero 1 riportata in fig. 7.2 in cui è stata effettuata una prova per la comparazione del comportamento del pannello integrale con quello incollato con le dimensioni indicate in figura. Il risultato, rappresentato nel grafico in fig. 7.3 , mostra un incremento del

crack growth life della soluzione incollata rispetto a quella integrale

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