Issue 9

A. Pirondi et alii, Frattura ed Integrità Strutturale, 9 (2009) 95 - 104; DOI: 10.3221/IGF-ESIS.09.10 96 opportunamente tarati in modo da riprodurre prove di propagazione a fatica di difetti, mentre in [12] la degradazione a fatica della zona coesiva è legata direttamente al rateo di avanzamento ciclico del difetto attraverso un modello di omogeneizzazione del danno (transizione micro-macroscala). Il limite del lavoro effettuato in [12] è rappresentato dalla mancanza di generalità nel calcolo del valore del tasso di rilascio di energia, G, da cui dipende la velocità di avanzamento del difetto. In questo articolo si vuole implementare un modello per la simulazione della propagazione di difetti a fatica basato sul lavoro presentato in [12] . L'implementazione sfrutterà il software agli elementi finiti ABAQUS attraverso l’utilizzo di subroutine esterne interagenti con il modello EF stesso. Un punto focale dell'implementazione sarà il calcolo automatico di G in modo indipendente dalla geometria del difetto stesso. I parametri del modello ricavati da prove di tenacità a frattura e propagazione di difetti a fatica in modo I, saranno utilizzati per come riferimento per la convalida dell'implementazione. A SPETTI TEORICI l modello di zona coesiva è un modello ampiamente studiato e utilizzato, in cui la frattura viene descritta come un fenomeno di progressiva separazione lungo una porzione di materiale, detta appunto zona coesiva, nella quale agiscono trazioni all’interfaccia delle superfici di frattura, come schematicamente mostrato in Fig.1 . Figura 1 : Modello di zona coesiva. Si può quindi definire un legame tra l’apertura del difetto e la tensione esercitata, come ad esempio riportato in Fig. 2. Figura 2 : Legame tensioni-apertura per il modello di zona coesiva. La prima parte è puramente elastica, mentre superato δ 0 , il comportamento è caratterizzato da un danno d che agisce degradando la rigidezza rispetto a quella iniziale, fino a δ C in cui non viene esercitata più alcuna tensione all’interfaccia. Si può quindi pensare l’interfaccia come una zona in grado di assorbire un energia  pari all’area sottesa dal triangolo, pari a (1) Questo valore Г rappresenta un energia per unità di superficie ed è sostanzialmente rappresentato dalla tenacità a frattura Gc del materiale. Il modello di zona coesiva è un modello implementato nella maggior parte dei solutori FEM, e risulta essere molto flessibile. Infatti, una volta tarati i parametri per un determinato materiale, questi possono essere utilizzati per qualsivoglia geometria di giunto. I c   max 2 1 