Manufacturing e confronto della vita a fatica e della progressione del danno in laminati quasi-isotropi al variare dello spessore degli strati a 90° sotto carico ciclico di trazione dopo impatto

The objective of this thesis work is to compare the fatigue life and cyclic tensile load response after impact, in terms of damage progression, of quasi-isotropic carbon/epoxy laminates as the thickness of the 90° layers varies. In order to best capture the impact damage progression under cyclic loads, the stacking sequence chosen for the laminates was [45/90/-45/0]3S for a total of 24 layers. In order to compare the behaviour of the laminates when varying the thickness of the 90° plies, 3 different types of quasi-isotropic laminates were produced by varying the thickness of the 90° ply block: • CN conventional with all 150gsm layers. • UT with 0° and ±45° layers of 150gsm and the 90° layers of 50gsm • TK with 0° and ±45° layers of 150gsm and the 90° layers consisting of 2 layers of 150gsm, resulting in a 90° layer of 300gsm. The work therefore included an initial manufacturing part for the production of the laminates and test specimens. Subsequently, impact tests were carried out and, using ultrasound and micrographic techniques, the damage caused by impact on the specimens was analysed. Finally, quasi-static tensile tests and tensile-tensile fatigue tests were performed, with particular attention to the analysis of impact damage progressions or other types of damage, using ultrasound techniques, and fatigue life results were analysed, comparing what was obtained in the 3 different types of laminates under analysis.

Il presente lavoro di tesi si pone come obbiettivo il confronto della vita a fatica e della risposta alle sollecitazioni cicliche di trazione-trazione dopo impatto, in termini di progressione del danno, in laminati quasi-isotropi di carbonio/epossidica al variare dello spessore degli strati a 90°. Al fine di catturare al meglio la progressione del danno da impatto sotto sollecitazioni cicliche, la sequenza di impilamento scelta per i laminati è stata [45/90/-45/0]3S per un totale di 24 strati. Per confrontare il comportamento dei laminati al variare dello spessore degli strati a 90°, sono stati realizzati 3 diversi tipi di laminati quasi-isotropi variando, appunto, lo spessore del blocco di strati a 90°: • CN convenzionali con tutti gli strati da 150gsm. • UT con strati a 0° e ±45° da 150gsm e gli strati a 90° da 50gsm (ultrafini). • TK con strati a 0° e ±45° da 150gsm e gli strati a 90° composti da 2 strati di 150gsm, ottenendo così uno strato a 90° da 300gsm. Il lavoro ha quindi previsto una prima parte di manufacturing per la realizzazione dei laminati e dei provini. Successivamente sono state eseguite le prove di impatto e, tramite tecnica ad ultrasuoni e micrografia, sono stati analizzati i danni provocati dall’impatto e i meccanismi di danno innescati sui provini. Infine sono stati eseguiti test di trazione quasi-statica e test di fatica trazione-trazione, con particolare attenzione all’analisi delle progressioni del danno da impatto o di altra tipologia, tramite tecnica ad ultrasuoni, e sono stati analizzati i risultati di vita a fatica, confrontando quanto ottenuto nelle 3 diverse tipologie di laminati in analisi.