LAUREA MAGISTRALEI danneggiamenti dovuti a impatti a bassa velocità hanno causato numerosi
incidenti in campo aeronautico e in modo particolare in campo elicotteristico.
Questo ha spinto la ricerca verso il monitoraggio continuo della struttura,
cioè verso sistemi di Structural Health Monitoring, grazie ai quali è possibile
localizzare un impatto ed applicare alla zona interessata gli opportuni controlli
non distruttivi, in questo modo la localizzazione di eventuali danni alla
struttura composita che costituisce la maggior parte dei velivoli è molto più
agile e mirata. Per realizzare questo è necessario istruire una rete neurale con
una popolazione di dati, i quali saranno costituiti da un input, che sarà una
caratteristica dell’onda di deformazione generata dal impatto, da un output
noto che sarà il punto in corrispondenza del quale è avvenuto l’impatto. Tale
popolazione di dati può essere creata sperimentalmente (Data-based approach)
o numericamente (Model-based approch).
Nel presente lavoro di tesi si considera l’approccio Model-based, in particolare
si costruirà il modello numerico di una lastra di alluminio interessata da un
impatto a bassa velocità e ci si concentrerà sulla modellazione dei modi di
propagazione fondamentali. Il primo modello presentato sarà formato da
elementi cubici i quali riproducono correttamente i modi di propagazione ma
richiedono oneri computazionali elevati. Il secondo modello creato è formato
dal elementi shell, per i quali le analisi numeriche richiedono meno tempo. In
fine sarà presentato il confronto tra le deformazioni del modello shell e quelle
misurate da estensimetri durante un test sperimentale.
I suddetti modelli numerici saranno preceduti da una ricerca bibliografica,
grazie alla quale è possibile identificare 2 direzioni di ricerca e collocare
il presente lavoro di tesi. Inoltre sono state ricavate le curve complete di
dispersione, risolvendo iterativamente le equazioni descrittive dei 2 modi di
propagazione fondamentali.Damage in structural composite panel due to low velocity impact, are the main
cause of accidents in aeronautical field. These events boosted the researches
toward an continuous control of the health structure , called Structural Health
Monitoring, which allow the impact area localization and consequently, the
application of non destructive control technique to limited regions. So the
damage localization in composite panels of the aircraft or helicopter structure
is easier and more delimited. In order to improve a SHM system is needed to
train neural network with lots of data, which are made from an input and
output: input data is a particular feature of the deformation wave due to
low velocity impact and output data is the impact point. This combination
of data can be generated by experimental tests (Data-based approach) or by
numerical model (Model-based approach).
In this thesis it’s considered the Model-based approach, in particular it’s
created a numerical model of an aluminum panel while low velocity impact
occurs, with a focus on the fundamentals propagation modes, called symmetric
mode (S0) and anti-symmetric mode (A0).
The firs model created is made with cubic elements because they can show the
propagation mode correctly but it’s need lots of time to achieve an completed
analysis.
The second model is made with shell elements, which are less expensive from
the anaysis time point of view. In the last chapter is presented a comparison
between the deformation that occurs in a shell model and the deformation
measured by strain gauge during an experimental test.
These models come after the bibliographic research, by which it is possible to
found 2 different groups of work and locate this thesis. Moreover it’s extract
complete dispersion curve by solve propagation equation with a MatLab
routine
