Caratterizzazione del comportamento a crash degli incroci di un sottopavimento di elicottero. Prove sperimentali e simulazioni numeriche

In questo lavoro si analizza il comportamento all’impatto di elementi strutturali di assorbimento tipicamente presenti nei sottopavimenti elicotteristici e posti all’incrocio delle strutture primarie della cabina. Vengono discussi i risultati sperimentali emersi da prove sperimentali eseguite al Last su alcune tipologie di questi assorbitori in lega leggera di alluminio, differenti per alcuni piccoli ma influenti dettagli di costruzione e sottoposte all’impatto di una massa di 110 kg alla velocità di 8 m/s. Vengono analizzati gli effetti di tali diversità sulle grandezze riassuntive tipiche di ogni elemento progettato a crash, come energia assorbita, efficienza, forza media. Identificata la tipologia migliore, si cerca di modellare numericamente l’incrocio con il software Abaqus/Explicit, ampiamente utilizzato per le simulazioni di impatti ad alta velocità. In particolare si analizza la modellazione delle giunzioni costituite da rivetti in alluminio, che si rivela essere di fondamentale importanza per la buona fedeltà della riproduzione dell’impatto contro la massa. Vengono discusse sia il modo di implementare il comportamento elastoplastico dei rivetti sia il tipo di vincolo da essi imposto sui gradi di libertà relativi fra le superfici connesse. Si cerca anche di migliorare il comportamento dell’incrocio variando gli spessori di alcune sue parti. Infine si cerca di inserire un materiale composito in corripsondenza delle flange dell’incrocio. La complessità di comportamento dei materiali compositi richiede l’utilizzo di un modello di materiale adatto a riprodurne i modi di danneggiamento. Si cerca di eseguire la validazione del composito prendendo a riferimento le prove sperimentali eseguite al Last in passato su semplici laminati cilindrici, in modo da inserire nel modello numerico un corretto set di costanti caratterizzanti il materiale. Un problema numerico inerente alla mancata cancellazione di elementi troppo distorti non ne permette la validazione. Del resto l’utilizzo di un modello di materiale che non permette la riproduzione dei meccanismi di danneggiamento produce risultati fortemente differenti dalla realtà. Parole chiave: incrocio, energia assorbita, plasticità, rottura, vincolo, danneggiamento.