Validazione analitico-numerica sulla modellazione di giunti incollati in ambito automotive

Negli ultimi anni, l'impiego degli incollaggi nel settore automotive ਠaumentato considerevolmente. Rispetto ai metodi tradizionali presentano diversi vantaggi: distribuiscono le sollecitazioni in maniera pi๠efficiente; il contributo alla massa complessiva della struttura risulta trascurabile; consentono di collegare materiali di diversa natura. In particolare, quest'ultima caratteristica risulta molto importante vista la crescente diffusione dei materiali compositi, anche nella realizzazione di componenti in serie. I compositi permettono di abbassare la massa lasciando inalterate le proprietà  di rigidezza e resistenza della struttura. Questi aspetti consentono di migliorare il comportamento dinamico del veicolo ed ottenere prestazioni maggiori. In aggiunta, una massa inferiore implica la riduzione dei consumi, aspetto da non sottovalutare viste le sempre pi๠stringenti norme relative all'inquinamento. àˆ necessario sviluppare degli strumenti adatti ad analizzare il comportamento dei giunti incollati, che forniscano delle linee guida per la progettazione. In letteratura l'argomento ਠstato largamente trattato, ma molti aspetti sono ancora poco chiari a causa delle difficoltà  relative alla verifica dei risultati. Esistono numerose teorie analitiche per prevedere l'andamento delle tensioni nello strato adesivo; tali modelli analitici forniscono la soluzione in tempi rapidi, ma si basano su alcune ipotesi volte a semplificare il problema, quindi possono essere applicati solo a geometrie e carichi semplici. Al contrario, analizzare l'incollaggio con un modello agli elementi finiti consente di lavorare su casi pi๠complessi ma, per cogliere l'andamento reale degli stress nello strato adesivo, risulta necessario definire una discretizzazione molto fine del giunto, il che si traduce in un elevato costo computazionale del modello. Entrambi gli approcci sono poco adatti per essere usati in ambito industriale, dove si ha a che fare costantemente con componenti di varia forma e natura, ed inoltre risulta necessario rispettare le tempistiche dettate dalla gestione aziendale. L'attività  di tesi, svolta presso l'azienda HPE srl di Modena, ਠstata dedicata all'individuazione di una metodologia di modellazione agli elementi finiti dei giunti incollati che permetta di combinare una buona precisione nei risultati con la rapidità  di modellazione ed analisi. Analizzando le pratiche disponibili in letteratura, sono state definite ed analizzate tre macro-metodologie di modellazione. Il confronto ਠstato eseguito simulando la prova di trazione per la determinazione della resistenza di un giunto a sovrapposizione semplice, definita dalla normativa ASTM D1002. Sono state studiate sia giunzioni tra aderendi identici che giunzioni tra aderendi di materiale differente, ed anche il caso dei laminati compositi ਠtenuto in considerazione. I risultati ottenuti sono stati confrontati con la teoria classica di Goland&Reissner e con il modello †œa sandwich†� proposto da Weissgraeber-Stein-Becker. Le modellazioni che hanno rappresentato il miglior compromesso tra precisione dei valori di tensione nell'adesivo e peso computazionale, sono state validate utilizzando dati sperimentali reperiti in letteratura. Da questa fase ਠstato selezionato il metodo di modellazione pi๠promettente che, conclusivamente, ਠstato applicato allo studio componenti autovettura in ambito DSM.