Indagine numerica sulla crescita delle cricche nei metalli e nei compositi

Questo lavoro presenta lo studio di simulazione del comportamento alla frattura di acciaio e compositi. Il comportamento di crescita delle cricche del materiale è simulato con il metodo degli elementi finiti estesi (XFEM). XFEM permette la modellazione di caratteristiche geometriche arbitrarie indipendentemente dalla maglia degli elementi finiti. Gli elementi della superficie della cricca sono arricchiti dalla funzione di Heaviside, mentre gli elementi del fronte della cricca sono trattati da funzioni asintotiche. Il modello materiale di Ramberg-Osgood accoppiato al danno è usato per simulare la propagazione della cricca. I dati sperimentali sono ottenuti da un'ampia revisione della letteratura pubblicata negli ultimi cinque anni. La simulazione numerica viene eseguita sul software commerciale ABAQUS. Lo studio mira a un ulteriore studio dettagliato della progettazione della meccanica della frattura. Le considerazioni progettuali sono ulteriormente valutate utilizzando prove di riferimento della letteratura come la piegatura a quattro punti e le prove di compressione-tensione. La conoscenza è stata estesa per risolvere alcuni problemi praticamente importanti come il disco della turbina e la criccatura della superficie. Una caratteristica di progettazione di perdita prima della rottura è stata presa in debita considerazione risolvendo i problemi con tubi ad alta pressione con crepe interne.