Caratterizzazione sperimentale delle proprietà meccaniche di pannelli sandwich finalizzata alla descrizione del comportamento ad impatto a bassa velocità

Sandwich panels allow to obtain an high flexional stiffness and at the same time an high capacity of energy absorption, keeping the component light as well. Nevertheless, they could be very sensitive to low velocity impacts. This type of impulsive loads can seriously compromise the structural integrity of the panels, drastically reducing their resistance. The aim of this work is the investigation about the residual structural integrity of sandwich panels after low velocity impacts. The tested sandwich panels consisted in a Nomex honeycomb core and two Al2024-T3 aluminium skins. An appropriate and complete experimental campaign has been carried out in order to characterize the mechanical properties, and the impact behavior of these panels, building the base for the development of future numerical models able to reproduce the damage consequently to low velocity impacts. Finally a statistical analysis has been followed to analyze which parameters (i.e. thickness of the samples rather than velocity test) could affect the flatwise compression tests and the Compression After Impact tests.

I pannelli sandwich permettono di ottenere elevate rigidezze flessionali, hanno capacità di assorbire energia e nel contempo garantiscono un’elevata leggerezza del componente. Tuttavia sono sensibili agli impatti a bassa velocità. Questi carichi di tipo impulsivo possono pregiudicare l’integrità strutturale dei pannelli, riducendone drasticamente la resistenza. Scopo del lavoro di tesi è pertanto la verifica, in seguito ad impatti a bassa velocità, della resistenza strutturale di pannelli sandwich. Nel caso in esame sono costituiti da un cuore a nido d’ape (honeycomb) realizzato in Nomex, e da pelli in lega di alluminio Al2024-T3. È stata quindi svolta un’opportuna e completa campagna sperimentale atta a caratterizzare sia le proprietà meccaniche che il comportamento ad impatto di questi pannelli, per poter sviluppare in seguito opportuni modelli numerici in grado di verificarne l’integrità strutturale. Successivamente è stata effettuata anche un’analisi statistica per analizzare quali parametri (ad esempio dimensione e spessore dei provini, piuttosto che velocità di prova e condizione di impatto) influenzino i risultati delle prove di compressione fuori del piano e di compressione dopo impatto (CAI).