DESCRIZIONE DEL CORSO

I materiali compositi a matrice polimerica fanno parte della nostra vita quotidiana: la bassa densità, l’alta resistenza, l’alto modulo specifico, la durata eccellente e la versatilità di progettazione con i polimeri rinforzati con fibre, sono le ragioni principali del loro impiego come molti componenti strutturali nell’industria aeronautica, automobilistica, navale, trasporti, medicale e articoli sportivi.
Il corso è l’estensione del modulo “Compositi-Corso Base” ed è focalizzato sulla progettazione/dimensionamento di manufatti in compositi analizzando in una prima parte la progettazione di massima, nella seconda l’impiego di strumenti avanzati come l’analisi FEM ed il Building Block Approach.
La progettazione con questi materiali fibro-rinforzati richiede infatti un approccio totalmente diverso rispetto a quelli usualmente utilizzati con i materiali tradizionali, volto a sfruttarne appieno le loro caratteristiche specifiche e tenendo conto dei loro eventuali limiti dovuti all’impiego di compositi a matrice polimerica, delle geometrie coinvolte e delle tecnologie di trasformazione necessarie per garantirne la producibilità e le prestazioni richieste.

OBIETTIVI DEL CORSO

Il corso, che è la diretta prosecuzione del Corso Base, si pone l’obiettivo di fornire le conoscenze di base per un approccio progettuale corretto che segue le fasi tipiche del processo di sviluppo di un componente in composito nell’industria manifatturiera: studio di fattibilità, progettazione di massima, scelta dei materiali (diagrammi di Ashby) creazione del laminato idoneo (carpet plots), scelta della tecnologia produttiva. Seguiranno l’industrializzazione del prodotto e sua ottimizzazione tramite l’utilizzo del calcolo strutturale FEM. Verrà illustrato il processo del Building Block Approach e sarà affrontata la progettazione avanzata per buckling, incollaggi e sforzi interlaminari: fattori di estrema rilevanza nella produzione e vita operativa di un componente in composito.

DESTINATARI

A progettisti, responsabili uffici di progettazione, R&D e industrializzazione in aziende produttive e studi di Ingegneria o Design che si approcciano per la prima volta alla progettazione strutturale con i compositi per capirne sia le caratteristiche principali che lo specifico approccio progettuale.

PREREQUISITI

Il corso richiede una formazione tecnica fornita da laurea magistrale o breve di natura tecnica. È opportuno che si posseggano conoscenze di algebra delle matrici e conoscenze di scienza delle costruzioni (teoria della trave, sezioni, teoria della piastra).

COMPETENZE CHE SI ACQUISISCONO

I frequentatori del corso acquisiranno nelle prime due giornate le conoscenze di base per poter valutare l’impiego dei materiali compositi in specifiche applicazioni e condurre studi di fattibilità per fornire soluzioni tecnologiche/realizzative ed informazioni utili alla creazione di un’offerta per un manufatto costituito da questi peculiari materiali.
Nella terza e quarta giornata acquisiranno conoscenze specifiche e approfondite riguardo la progettazione avanzata del manufatto, il processo Building Block Approch, e l’utilizzo del FEM per l’ottimizzazione del prodotto con esempi di casi applicativi realizzati.

PROGRAMMA

1° giornata

• Panoramica sui materiali compositi a matrice polimerica
  • Tipologie di matrici: termoindurenti, termoplastiche
  • Tipologie di rinforzi e fibre: vetro, carbonio, aramidiche, vegetali
  • Caratteristiche: fisiche, meccaniche, chimiche, termiche
• Tecnologie di produzione
  • Autoclave, Stampaggio in pressa, RTM e sue varianti, Wrapping, Filament winding, Pultrusione, Infusione, Termoformatura.
• Meccanica:
  • Meccanica di una lamina (rinforzata con fibre lunghe e fibre corte)
  • Meccanica dei laminati e loro tipologie (unidirezionale, angle ply, cross ply, simmetrici)
  • Teoria della laminazione
• Prestazioni:
  • Resistenza statica dei laminati
  • Criteri di resistenza

2° giornata

• Approccio alla progettazione
  • Studio di fattibilità:
    • Impiego e specifiche progettuali
    • Scelta dei materiali
    • Geometrie
    • Carichi, vincoli
    • Analisi degli sforzi
    • Creazione del laminato (ply book)
    • Verifica strutturale
• Esercitazioni di progettazione

3° giornata

• Concetto di Building Block Approach
• Progettazione avanzata di compositi:
  • Incollaggi
  • Buckling
  • Sforzi Interlaminari
• Ottimizzazione di un composito. Come si effettua.
• Integrazione del calcolo FEM nel processo di design.

4° giornata

• Richiami sul calcolo strutturale FEM
• Modellazione FEM di materiali compositi
• Utilizzo e sviluppo di tool per la progettazione e l’ottimizzazione di componenti in composito.
• Analisi di casi applicativi “reali” + case study (divulgabili)