I materiali compositi

Questo testo affronta lo studio introduttivo dei materiali compositi. Dato che con tali materiali la progettazione della struttura va di pari passo con la progettazione del materiale stesso, il libro si articola in due parti. La prima parte fornisce una descrizione dei materiali compositi e dei processi tecnologici utilizzati per produrli, con lo scopo di orientare il lettore alla scelta del materiale composito corrispondente alle proprie esigenze. La seconda si occupa della modellazione del materiale e del relativo componente, avviando il lettore alla progettazione vera e propria.

Le due parti sono inscindibili; gli argomenti trattati, in quanto interdipendenti, vanno considerati globalmente nella definizione del componente e del materiale corrispondenti al progetto finale. Per quanto riguarda la prima parte, nel cap.1 viene fornita una classificazione, la più completa possibile, dei vari tipi di materiali compositi; nei capp. 2-4 sono descritti i principali elementi di rinforzo e i metodi di produzione utilizzati, in particolare nel cap.2 vengono trattate le fibre di vetro, nel cap.3 le fibre di carbonio e aramidiche, nel cap.4 i fili metallici, le fibre di boro, di carburo di silicio e allumina, nonché i whiskers. Nei capp.5 e 6 sono considerate le matrici, rispettivamente, in resina termoindurente e termoplastica. Nei capp. 7 e 8 i principali metodi tecnologici utilizzati per la produzione di componenti in materiali compositi a base di resine (termoindurenti e termoplastiche). nel cap.9 vengono infine descritti i materiali compositi a matrice metallica e i principali metodi produttivi utilizzati per la realizzazione dei rispettivi componenti. Nella seconda parte di questo volume viene affrontato il calcolo del materiale composito dal punto di vista termomeccanico e strettamente lineare. Nel cap.1 si studia con metodi analitici il comportamento di una trave soggetta alle diverse sollecitazioni di un materiale sandwich. I capitoli successivi riguardano invece i materiali compositi a fibra lunga. Dopo la formulazione nel cap.2 dell'equazione costitutiva di un materiale isotropo ed ortotropo, nel cap.3 si analizza il comportamento di una lamina in composito, in particolare i vari criteri di rottura. Il cap. 4 fa una analisi micromeccanica del composito nel tentativo di omogeneizzare una lamina, mentre il cap.5 fa l'analisi macromeccanica per giungere all'equazione costitutiva del laminato. Il cap.6 riguarda la progettazione di un materiale composito mediante un foglio di calcolo, il cap.7 il calcolo analitico del carico critico e della frequenza naturale, mentre nel cap.8 viene formulato un elemento finito di materiale composito, oggetto sia a sforzo membranale che flessionale. Nei vari capitoli vengono proposti e risolti numerosi esercizi, i cui dati di ingresso sono riportati nella tabella di appendice.