FRANC: “FRacture ANalysis Code” Capitolo II Capitolo I Introduzione alle strutture irrigidite integrali Sommario Introduzione Indice

Indice

Sommario

Introduzione

Capitolo I

Introduzione alle strutture irrigidite integrali

1.2 Modelli teorici per pannelli irrigiditi integrali………..5

1.2.1 Pannelli saldati……….………..8

1.3 Approccio numerico………..………...……9

1.4 Progetto “DaToN”………..…10

1.5 Conclusioni……...14

Capitolo II

FRANC: “FRacture ANalysis Code”

2.2 FRANC2D………..16

2.3 FRANC2D/L………...…19

2.4 FRANC3D………..20

2.4.1 Definizione della geometria……….21

2.4.2 Definizione del modello………...23

2.4.3 Analisi………..25

2.4.4 Introduzione della cricca………..26

2.4.5 Meccanica della frattura………...28

2.4.5.1 Valutazione dei fattori di concentrazione degli sforzi…...………...29

2.4.6 Propagazione della cricca……….30

2.4.6.1 Modello di simulazione per la propagazione………30

2.4.6.3 Valutazione dell’estensione………..34

2.4.7 Valutazione della vita a fatica……….….35

2.5 Approccio a Franc3D………...39

2.5.1 Analisi di una lastra piana criccata………...……...39

2.5.1.1 Effetto della mesh……….…40

2.5.1.2 Effetto dell’estensione………...42

2.5.1.3 Conclusioni………...42

2.5.2 Analisi di una barretta sottoposta ad una sollecitazione di trazione e flessione pura………...43

2.5.3 Analisi di un pannello irrigidito………...44

2.6 Conclusioni……….47

Capitolo III

Simulazione del pannello integrale “DaToN”

3.2 Simulazione del pannello integrale “High Speed Machined”……….49

3.2.1 Descrizione del modello………...…49

3.2.2 Analisi………..50

3.2.2.1 Introduzione della cricca………...51

3.2.2.2 Propagazione della cricca……….51

3.2.3 Risultati………...52

3.3 Conclusioni..………...55

Capitolo IV

Metodi di calcolo

4.2 Modello per il calcolo del fattore d’intensità degli sforzi………..….57

4.2.1 Introduzione……….………57

4.2.2 Metodologia……….57

4.3 Metodo di calcolo del Kbending………...……..59

4.4.1 Introduzione……….60

4.4.2 Simulazione di propagazione del difetto………..60

4.4.2.1 Materiale ed equazione risolutiva……….60

4.4.2.2 Geometria del modello e del difetto………..61

4.4.2.3 Spettro di carico………61

4.4.2.4 Modelli di ritardo, fattori di beta correttivi e tensioni residue………..…61

4.4.2.5 Analisi………...…61

4.4.2.6 Risultati……….61

4.5 Conclusioni………..………...62

Capitolo V

Analisi del pannello integrale Airbus a sette irrigidimenti

5.2 Analisi FEM………64

5.2.1 Pannello uncracked………..64

5.2.2 Pannello cracked………..67

5.3 Simulazione di propagazione del difetto per il pannello irrigidito Airbus………...72

5.3.1 Materiale ed equazione risolutiva………72

5.3.2 Geometria del modello e del difetto……….73

5.3.3 Spettro di carico………...74

5.3.4 Modelli di ritardo, fattori di beta correttivi e tensioni residue……….74

5.4 Confronto tra risultati sperimentali e previsioni numeriche...75

5.5 Conclusioni………..………...75

Capitolo VI

Analisi numerica del pannello integrale “DaToN”

6.2 Anti-bending e/o anti-buckling………...77

6.2.1 Descrizione del modello………...77

6.2.3 Conclusioni………..88

6.3 Simulazioni del pannello integrale “High Speed Machined”……….89

6.3.1 Descrizione del modello………...89

6.3.1.1 Introduzione delle cricche……….…90

6.3.2 Descrizione del metodo d’analisi……….93

6.3.2.1 Valutazione del coefficiente di concentrazione degli sforzi...……….93

6.3.2.2 Valutazione del Kbending……….95

6.3.3 Analisi del comportamento a fatica………..96

6.4 Simulazioni del pannello “Laser Beam Welding”………103

6.4.1 Analisi termica………...103

6.4.2 Analisi meccanica………..104

6.4.3 Conclusioni………110

6.5 Valutazione della propagazione del difetto nel pannello “DaToN”……111

6.5.1 Simulazione di propagazione nel pannello “High Speed Machined”…....111

6.5.1.1 Materiale ed equazione risolutiva………...111

6.5.1.2 Geometria del modello e del difetto………112

6.5.1.3 Spettro di carico………..113

6.5.1.4 Modelli di ritardo, fattori di beta correttivi e tensioni residue………113

6.5.1.5 Risultati………...114

6.5.1.6 Conclusioni……….115

6.5.2 Simulazione di propagazione nel pannello “Beam Laser Welding”……..116

6.6 Conclusioni……..……….119

Capitolo VII

Analisi sperimentale

7.2 Descrizione della macchina di prova………121

7.3 Letture estensimetriche……….122

7.4 Prove di propagazione………...127

7.4.1 Simulazione in Afgrow………..129

7.4.2 Confronto tra risultati numerici e sperimentali………..130

Conclusioni e sviluppi futuri

Bibliografia

Appendici

Appendice A: “Format File”………...139

Appendice B: “Valutazione dei coefficienti Ai”……….140

Appendice C: “Valori dei Beta e dei Kbending”……….140

Appendice D:”Calcolo del baricentro e del momento d’inerzia”…………...144 Appendice E: “Calcolo del Beta equivalente”……….146 Appendice F: “Letture estensimetriche e del trasduttore di posizione”……..147 Appendice G: “Configurazione criccata”………...151 Appendice H: “Misure relative alle prove di propagazione”………..153