Riproduzione della frattura tramite simulazioni numeriche supportate da sperimentaizoni di laboratorio

Gli esperimenti di laboratorio sono stati sviluppati a diverse temperature inizialmente in condizioni quasi statiche e successivamente in condizioni dinamiche al fine, rispettivamente, di spiegare il comportamento del materiale tramite una caratterizzazione dello stesso in termini di diagrammi sforzo- deformazione e di osservare il comportamento meccanico di campioni di tubi sottoposti a carichi da impatto. Inoltre, le prove dinamiche sono risultate funzionali a sostenere e validare il successivo studio numerico per la simulazione dinamica della frattura. La procedura proposta, chiamata VCMD (Virtual Crack Method with Element Deactivation) [Domaneschi 2012] e basata sull’utilizzo di MSC MARC, permette di seguire l’evoluzione del percorso della fessura tramite una disattivazione selettiva degli elementi finiti sulla base di consolidati principi di meccanica della frattura. Il confronti tra le prove di impatto e i risultati delle simulazioni numeriche, tra la resistenza alla frattura caratteristica del materiale e il tasso di rilascio di energia, mostrano che il metodo proposto simula gli effetti dell’impatto con precisione e rapidità e permette l’identificazione del danno. Da un paragone con altre metodologie numeriche si nota che la VCMD mostra alcuni aspetti positivi quali la sua indipendenza da percorsi di frattura predeterminati e da tecniche di remeshing, anche in condizioni dinamiche caratte- Tubi commerciali in polipropilene, caratterizzati da un comportamento fragile alle basse temperature, rappresentano l’oggetto del presente studio che si sviluppa attraverso prove sperimentali e procedure numeriche atte a riprodurre l’innesco e la propagazione della frattura. Vengono descritti gli elementi essenziali di una metodologia per riprodurre e identificare le fratture da impatto.