Studio numerico degli impatti a bassa velocità sui biocompositi

Ormai da diverso tempo i biocompositi sono conosciuti come una alternativa possibile ai compositi tradizionali (es. i rinforzati di vetro o carbonio), specialmente nei casi in cui la salvaguardia ambientale rappresenta un vantaggio tale da giustificare eventuali carenze di questi materiali più ecologici, quali costi talvolta eccessivi e prestazioni non sempre all’altezza. Ma, affinché una intera categoria di materiali ancora poco diffusi possa essere utilizzata in modo massimo per impieghi strutturali, è necessario che se ne prenda una reale coscienza. In questi anni, gli studi sperimentali sui biocompositi sono stati numerosissimi ed hanno permesso di maturare una ragionevole comprensione delle loro proprietà. Lo stesso non può essere detto rispetto all'utilizzo della modellazione numerica quale strumento di progettazione e verifica, dove lacune informative si intrecciano con strumenti di calcolo spesso troppo generalisti (es. nei modelli dei materiali). Questo limite metodologico è tanto più evidente quando, come accade di frequente nella pratica, ci si trova nella necessità di modellare fenomeni di urto a bassa velocità su biocompositi. In risposta a tale situazione, questo articolo si propone come una prima linea guida in grado di fornire validi suggerimenti e consigli, grazie ad una combinazione di informazioni provenienti dai (pochi) studi esterni disponibili e dalle tante prove effettuate per valutare la risposta del simulatore. In particolare, si propone come approccio consigliato quello di utilizzare un codice di calcolo esplicito (es. LS-DYNA), elementi a guscio, specifici modelli di materiale (es. MAT_54) e particolari condizioni nella gestione dei contatti. La calibrazione completa del modello numerico è stata realizzata su un laminato di basalto/vinilestere