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Questions and Answers
Quale delle seguenti affermazioni descrive una conseguenza dell'anicotropia?
Quale delle seguenti affermazioni descrive una conseguenza dell'anicotropia?
- La forte dipendenza delle caratteristiche meccaniche dalla direzione. (correct)
- La coassialità del tensore degli sforzi e delle deformazioni.
- Il comportamento uniforme delle caratteristiche meccaniche nel materiale.
- La possibilità di disaccoppiare l'energia elastica.
Quale fenomeno rappresenta un modo in cui l'eterogeneità influisce sulla rottura locale del materiale?
Quale fenomeno rappresenta un modo in cui l'eterogeneità influisce sulla rottura locale del materiale?
- Maggiore resilienza in condizioni di compressione.
- Diminuzione della propagazione delle cricche.
- Comportamento isotropo del materiale.
- Sfilamento delle fibre dalla matrice. (correct)
Qual è l'effetto diretto dell'instabilità locale delle fibre in compressione?
Qual è l'effetto diretto dell'instabilità locale delle fibre in compressione?
- Incurvamento delle fibre invece di rottura immediata. (correct)
- Aumento della resistenza a taglio della matrice.
- Aumento della forza di trazione.
- Miglioramento dell'adesione tra fibra e matrice.
Quale affermazione è vera riguardo la resistenza delle fibre in trazione rispetto a quella in compressione?
Quale affermazione è vera riguardo la resistenza delle fibre in trazione rispetto a quella in compressione?
Quale dei seguenti fattori non è considerato una difficoltà legata al tipo di carico e ai difetti di fabbricazione?
Quale dei seguenti fattori non è considerato una difficoltà legata al tipo di carico e ai difetti di fabbricazione?
Qual è la relazione corretta per ottenere le componenti di deformazione note le tensioni?
Qual è la relazione corretta per ottenere le componenti di deformazione note le tensioni?
Come si può calcolare la matrice di cedevolezza S?
Come si può calcolare la matrice di cedevolezza S?
Quale affermazione è vera riguardo gli elementi fuori diagonale della matrice di cedevolezza?
Quale affermazione è vera riguardo gli elementi fuori diagonale della matrice di cedevolezza?
Quale carico è utilizzato quando si applica tensione nella direzione 2 nella relazione ε = 𝑆 σ + 𝑆 σ + 𝑆 𝜏?
Quale carico è utilizzato quando si applica tensione nella direzione 2 nella relazione ε = 𝑆 σ + 𝑆 σ + 𝑆 𝜏?
Cosa succede alla relazione di deformazione quando si considera un taglio puro sulla lamina?
Cosa succede alla relazione di deformazione quando si considera un taglio puro sulla lamina?
Qual è una funzione dell'inverso della matrice di rigidezza?
Qual è una funzione dell'inverso della matrice di rigidezza?
Qual è il significato di 𝛾 nella terza equazione del sistema?
Qual è il significato di 𝛾 nella terza equazione del sistema?
Quali sono i segni delle tensioni considerate nel caso di un carico applicato solo nella direzione 1?
Quali sono i segni delle tensioni considerate nel caso di un carico applicato solo nella direzione 1?
Cosa rappresenta il valore di 𝑉 = 1 nella lamina?
Cosa rappresenta il valore di 𝑉 = 1 nella lamina?
Qual è l'effetto dell'aumento di 𝑉 sulla rigidezza 𝐸 della lamina?
Qual è l'effetto dell'aumento di 𝑉 sulla rigidezza 𝐸 della lamina?
Quale affermazione è corretta riguardo alla relazione tra fibra e matrice?
Quale affermazione è corretta riguardo alla relazione tra fibra e matrice?
Qual è l'andamento della legge per la deformazione della lamina quando 𝑉 è uguale a zero?
Qual è l'andamento della legge per la deformazione della lamina quando 𝑉 è uguale a zero?
Cosa indica il termine 'rigidezza' in relazione alla lamina?
Cosa indica il termine 'rigidezza' in relazione alla lamina?
Qual è l'importanza di orientare le fibre nella lamina?
Qual è l'importanza di orientare le fibre nella lamina?
Che cosa accade alla legge di deformazione con valori intermedi di 𝑉?
Che cosa accade alla legge di deformazione con valori intermedi di 𝑉?
Cosa suggerisce il comportamento della rigidezza 𝐸 con valori di 𝑉 tra 0 e 0,80?
Cosa suggerisce il comportamento della rigidezza 𝐸 con valori di 𝑉 tra 0 e 0,80?
Quale criterio di resistenza presume che la rottura avvenga quando una delle componenti di deformazione supera la deformazione ultima?
Quale criterio di resistenza presume che la rottura avvenga quando una delle componenti di deformazione supera la deformazione ultima?
Cosa accade al modulo di Young per un laminato quando l'angolo θ supera i 45°?
Cosa accade al modulo di Young per un laminato quando l'angolo θ supera i 45°?
Quale affermazione sul criterio di massima tensione è vera?
Quale affermazione sul criterio di massima tensione è vera?
Qual è la principale differenza tra un laminato unidirezionale e un laminato quasi-isotropo?
Qual è la principale differenza tra un laminato unidirezionale e un laminato quasi-isotropo?
Quale è vero riguardo ai criteri di resistenza più comuni nel campo dei materiali compositi?
Quale è vero riguardo ai criteri di resistenza più comuni nel campo dei materiali compositi?
Quali caratteristiche elastiche devono essere conosciute per caratterizzare completamente un composito?
Quali caratteristiche elastiche devono essere conosciute per caratterizzare completamente un composito?
Cosa deve essere fatto per applicare il criterio di massima tensione in una lamina?
Cosa deve essere fatto per applicare il criterio di massima tensione in una lamina?
Qual è una caratteristica distintiva del criterio di Tsai-Hill?
Qual è una caratteristica distintiva del criterio di Tsai-Hill?
Perché i materiali compositi laminati sono preferiti all'acciaio nonostante possano avere proprietà meccaniche inferiori?
Perché i materiali compositi laminati sono preferiti all'acciaio nonostante possano avere proprietà meccaniche inferiori?
Quali sono i parametri necessari per determinare le deformazioni della lamina nel riferimento globale?
Quali sono i parametri necessari per determinare le deformazioni della lamina nel riferimento globale?
Qual è il comportamento del materiale che fa la differenza nella scelta dei laminati rispetto ad altri materiali?
Qual è il comportamento del materiale che fa la differenza nella scelta dei laminati rispetto ad altri materiali?
In che modo il legame costitutivo contribuisce alla determinazione delle sollecitazioni della lamina?
In che modo il legame costitutivo contribuisce alla determinazione delle sollecitazioni della lamina?
Per i laminati con fibre disposte a 0°, 45°, -45°, 90°, e -90°, quali proprietà devono seguire il ragionamento del modulo di Young?
Per i laminati con fibre disposte a 0°, 45°, -45°, 90°, e -90°, quali proprietà devono seguire il ragionamento del modulo di Young?
Quali delle seguenti caratteristiche di resistenza non è menzionata per caratterizzare un composito?
Quali delle seguenti caratteristiche di resistenza non è menzionata per caratterizzare un composito?
Qual è il risultato di conoscere le sollecitazioni 𝜎, 𝜎 e 𝜏 in una lamina?
Qual è il risultato di conoscere le sollecitazioni 𝜎, 𝜎 e 𝜏 in una lamina?
In quale situazione il modulo di Young si avvicina al massimo per un laminato unidirezionale?
In quale situazione il modulo di Young si avvicina al massimo per un laminato unidirezionale?
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Study Notes
Anisotropia ed Eterogeneità
- Tre conseguenze importanti dell'anisotropia:
- Forte dipendenza delle caratteristiche meccaniche dalla direzione.
- Impossibilità di disaccoppiare in parte sferica per deviatorica l'energia elastica, rendendo impossibile l'utilizzo del criterio di von Mises.
- Non coassialità del tensore degli sforzi e delle deformazioni.
- L'eterogeneità influenza la rottura locale del materiale in diversi modi:
- Pull-out: sfilamento delle fibre dalla matrice se l'adesione non è adeguata.
- Instabilità locale delle fibre in compressione: buckling delle fibre.
- Influenza sulla propagazione delle cricche.
- Differente resistenza in trazione e compressione: le fibre in compressione tendono ad inflettersi, creando stress di taglio nella matrice e potenziali rotture.
Caratteristiche del materiale composito
- Il modulo di Young (E) di una lamina composita dipende dalla frazione volumetrica (V) della fibra e della matrice.
- Quando V è uguale a zero, la lamina è composta solo da matrice e E è uguale al modulo di Young della matrice (Em).
- Quando V è uguale a uno, la lamina è composta solo da fibre e E è uguale al modulo di Young della fibra (Ef).
- Per valori intermedi di V, E aumenta molto lentamente all'aumentare di V fino a V = 0.8, poi aumenta rapidamente.
- E è una proprietà che dipende principalmente dalla matrice.
- Per ottenere una maggiore rigidezza, la lamina dovrebbe essere sollecitata nella direzione di orientazione delle fibre.
Matrice di cedevolezza
- La matrice di cedevolezza (S) è l'inversa della matrice di rigidezza.
- Gli elementi della diagonale della matrice di cedevolezza (S11, S22, S33) possono essere determinati tramite:
- Il teorema della media: E = EfV + Em(1-V)
- Esecuzione di una prova trazione o taglio per misurare la deformazione e lo stress.
- Gli elementi fuori diagonale (S12, S21, S13, S31, S23, S32) sono generalmente nulli.
Criteri di resistenza
- I criteri di resistenza più diffusi per i materiali compositi:
- Criterio della massima tensione.
- Criterio della massima deformazione.
- Criterio di Tsai-Hill.
- Il criterio di massima tensione considera la rottura quando il valore di stress in una direzione raggiunge il valore ammissibile per il materiale in quella direzione.
- Il criterio di massima deformazione è basato sull'ipotesi che la rottura avvenga quando la deformazione in una direzione supera la deformazione ultima del materiale in quella direzione.
Proprietà dei materiali compositi
- Una lamina composita con fibre disposte a 90 gradi ha un modulo di Young più alto rispetto a una con fibre disposte a 0 gradi.
- Un laminato quasi-isotropo, composto da lamine con fibre orientate in modo diverso (ad esempio 0°, 45°,-45°, 90°,-90°), può avere proprietà meccaniche migliori in tutte le direzioni.
- I materiali compositi sono spesso preferiti rispetto ad altri materiali come l'acciaio a causa del loro basso peso, anche se possono avere proprietà meccaniche inferiori.
Caratteristiche per descrivere un materiale composito
- Per descrivere completamente un materiale composito, è necessario conoscere:
- Caratteristiche elastiche: E1, E2, G12, v12 (si sceglie il coefficiente di Poisson più grande).
- Caratteristiche di resistenza: σt1, σc1, σt2, σc2, τ12 (t=trazione, c=compressione).
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