Static and fracture analyses of an additively manufactured aeronautical part

The aim of this work is to evaluate the possibility to exploit Additive Manufacturing technology for the re-design of an aeronautical bracket using the Ti6Al4V ELI Titanium alloy printed with Electron Beam Melting process. A numerical model has been developed using Abaqus software and its static strength under different loading conditions has been studied. Furthermore, a numerical fracture toughness evaluation has been developed on a Single Edge Notched Bending specimen, following the ASTM Standard procedures. The results have been compared with experimental data to achieve a proper validation of the model. Finally, the fracture behaviour has been analysed in presence of initial defects of different size and shape put in critical areas of the model to evaluate crack critical length and crack propagation.

Le tecnologie di Additive Manufacturing stanno destando sempre più interesse nel campo aerospaziale in virtù delle loro enormi potenzialità. Lo scopo di questo lavoro è valutare la possibilità di progettare un supporto aeronautico utilizzando la lega di titanio Ti6Al4V ELI tramite la tecnologia dell’Electron Beam Melting (EBM). È stato quindi sviluppato un modello numerico in Abaqus ed è stata analizzata la risposta statica del modello in diverse condizioni di carico. È stata poi valutata la resistenza a frattura del materiale tramite un’analisi numerica di flessione a tre punti su un provino modellato seguendo le normative ASTM Standard. I risultati ottenuti sono stati poi comparati con dati sperimentali per un’opportuna validazione del modello. È stato infine analizzato il comportamento a rottura in presenza di difetti inseriti in diverse zone del modello per valutare l’avanzamento della cricca.