Sviluppo ed implementazione dell'accoppiamento FEM-Peridinamica in ambiente Patran/Nastran

In ambito aerospaziale, lo studio sui fenomeni legati alla nucleazione e alla propagazione di cricche e discontinuità nei materiali risulta di primario interesse. La tesi si pone come obiettivo la realizzazione di uno strumento di calcolo in grado di permettere l’uso di un modello che utilizza la teoria Peridynamics (PD) nell’ambiente Patran/Nastran, solutore che utilizza invece un approccio basato sulla Finite Element Analysis (FEA). La Peridynamics consente, attraverso una formulazione integrale, di gestire la presenza di discontinuità, quali cricche all’interno dei materiali, a differenza della formulazione basata sulla meccanica classica. Il vantaggio, nell’implementazione di tale Tool, consiste nell’introdurre nelle aeree del modello, in cui una cricca può propagarsi, una regione simulata con la Peridynamics, mentre mantenere la restante parte gestita col metodo degli elementi finiti. Questo approccio permette una riduzione di tempi di calcolo rispetto alla risoluzione di un modello simulato utilizzando interamente la Peridinamica. Tale accoppiamento semplifica, inoltre, l’imposizione delle condizioni al contorno. Si analizzeranno quindi diversi esempi, verificando l’applicabilità di tale metodo.