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Schiacciamento del tetto di supercar – hypercar

Il problema

Tra le prove di omologazione delle autovetture c’è quella che prevede lo schiacciamento del tetto. Si tratta di una prova distruttiva che serve a certificare la sicurezza dei passeggeri in caso di ribaltamento della vettura.
La struttura di un tetto in composito laminato, grazie ai meccanismi di rottura progressiva della fibra e della matrice, permette un elevato assorbimento di energia con un peso contenuto. Per questo motivo nelle vetture sportive e supersportive viene utilizzata la fibra di carbonio anche per il tetto.
Il mancato superamento della prova di schiacciamento comporta però la necessità di dover riprogettare il tetto e dover sostenere i costi di fabbricazione di un nuovo prototipo da omologare.

La sfida

La sfida di questi progetti è quella simulare correttamente il danneggiamento progressivo del composito, andando oltre le verifiche in ambito lineare che utilizzano i criteri di First-Ply-Failure.
Per farlo occorre usare solutori che dispongano di formulazioni di materiale non lineare in grado di replicare i fenomeni del cedimento progressivo del composito come la rottura delle fibre e la delaminazione.
Oltre al software di analisi appropriato occorre disporre di una discreta conoscenza del problema e dei dati dei materiali che servono per modellare correttamente un problema complicato come il collasso progressivo di una geometria tridimensionale complessa come un tetto in fibra di carbonio.

Il nostro contributo

SmartCAE ha collaborato alla progettazione del tetto in fibra di carbonio di vetture sportive (supercar, hypercar) simulando le prove di schiacciamento.
Negli anni abbiamo messo a punto un metodo basato sulle analisi ad elementi finiti non-lineari e di opportuni modelli di materiale che ci permette di andare oltre il semplice criterio di First-Ply-Failure, comunemente usato per dimensionare una parte in composito.
In queste attività ci occupiamo anche di coordinare le attività di misura sperimentale che servono a determinare le proprietà meccaniche dei laminati da utilizzare nelle analisi di danneggiamento progressivo.
Nello svolgimento di queste attività ci interfacciamo direttamente con la produzione del manufatto in composito, con cui concordiamo le strategie di laminazione migliori realizzabili con i processi produttivi che siano adeguate per superare le prove di omologazione sul prototipo.

I benefici per il cliente

L’esperienza ventennale di SmartCAE nella progettazione di strutture in composito mediante l’utilizzo dei software di simulazione, unita alla profonda conoscenza delle problematiche della produzione dei manufatti in fibra di carbonio, permette al cliente di avere un interlocutore unico in grado di aiutarlo a migliorare le prestazioni meccaniche per superare le prove di omologazione.
Il nostro approccio permette al cliente di ridurre drasticamente il numero di test necessari per conseguire rapidamente l’omologazione, accorciando i tempi di sviluppo e abbattendo i costi di sviluppo del tetto.

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