Investigations on failure and energy absorption of plastic and composite chiral honeycombs

Chiral geometry structures are currently being studied mainly for the construction of wings with morphing capabilities. However, there are studies in literature on the use of chiral geometry structures made with plastics as core for sandwiches. Numerical finite element (FE) analysis were performed to study the compressive behavior of hexachiral structures, first using plastic materials and then using composites. It's known that composites have high specific absorbed energy values, so it was decided qualitatively and quantitatively evaluate the energy absorption of composite chiral honyecombs. FE analysis have shown how the lamination sequence influenced the compressive behavior of such structures. Hexachiral cells were realized according to a novel manufactoring process. These samples were used for compressive quasi-static tests which were necessary to define if hexachiral composite structures can be employed as crash absorbers.

Strutture con geometria chirale sono attualmente oggetto di studi soprattutto per la realizzazione di ali con capacità morphing. Tuttavia, in letteratura esistono studi sull'impiego di materie plastiche con geometria chirale come riempitivi di strutture sandwich. Sono state eseguite analisi numeriche agli elementi finiti per studiare il comportamento a compressione di strutture esachirali, prima utilizzando materie plastiche e successivamente utilizzando materiali compositi. E' noto che quest'ultimi hanno valori elevati di energia specifica di assorbimento, per cui si è pensato di impiegare strutture chirali in composito come assorbitori di energia d'impatto. Analisi numeriche hanno dimostrato come la sequenza di laminazione interviene in maniera significativa sul comportamento a compressione di queste strutture. Sono state realizzate celle esachirali in tessuto di carbonio,seguendo un processo tecnologico innovativo. Le celle in seguito sono state sottoposte a prove di compressione quasi-statiche, utili per valutare l'impiego di queste strutture come assorbitori di energia.