Experimental analysis of the fatigue behaviour of a short glass fibre reinforced polyamide

With the growing interest in short fibre reinforced polymers for a wide range of applications, a deeper knowledge of the mechanical behaviour of such materials is required to design with safety and with a better consciousness of the strengths and the weaknesses of the material, as well as the effect of different parameters on its mechanical properties. In this work, the tensile and the fatigue behaviour of a PA 6,6 with 50 wt% of glass fibre reinforcement, used in injection moulding process, have been experimentally investigated. The influence of some parameters, such as the fibre orientation, the core thickness and the mean stress, on the mechanical properties of the material was evaluated. Injection moulded specimens typically present a layered structure which often lead to issues in the mechanical characterization of the material. An original method to obtain more accurate material properties and aimed to ease the use of the experimental data in the structural simulation software has been presented and some preliminary tests performed with positive results.

Il crescente interesse verso i materiali compositi, in particolar modo verso i polimeri rinforzati con fibre corte, e le loro numerose applicazioni in diversi campi dell’ingegneria, rende necessaria una conoscenza sempre più approfondita delle proprietà fisiche e meccaniche di questi materiali e dei fattori che le influenzano. In questo lavoro di tesi, il comportamento a trazione e a fatica di una poliammide 6,6 rinforzata con microfibre di vetro al 50% in peso, destinata alla produzione di componenti per stampaggio a iniezione, è stato analizzato conducendo una campagna di test sperimentali. La dipendenza dei risultati da fattori come l’orientamento medio delle fibre e lo spessore del core è stata valutata e discussa. La struttura stratificata dei provini ottenuti per stampaggio a iniezione, che varia in base ai parametri di processo e alla geometria del componente, rende difficoltoso il diretto utilizzo dei dati sperimentali nelle analisi di componenti reali. In questa tesi viene presentato un metodo alternativo che permette di risolvere questo problema prevedendo l’utilizzo di provini modificati. Vengono riportati e discussi i risultati di un’analisi sperimentale preliminare conclusasi con esito positivo.