Analisi numerica-sperimentale dell’influenza delle caratteristiche elastiche dei materiali compositi sulle proprietà di vibrare

I materiali compositi negli ultimi anni hanno trovato sempre più maggiore impiego nell’ambito industriale in quanto, le elevate caratteristiche meccaniche unite ad elevate doti di leggerezza, risultano fondamentali per l’incremento delle prestazioni e la riduzione delle emissioni inquinanti. Tuttavia la trattazione dei materiali compositi nella meccanica industriale risulta molto complessa ed, in alcuni casi, eccessiva per la finalità della progettazione e si preferisce adottare sostanziali semplificazioni. Nella progettazione industriale tale tipologia di materiali viene considerato puramente isotropo. È noto, invece, che la fluidodinamica sviluppata all’interno dello stampo durante il processo di injection molding conferisce una direzionalità alle fibre di rinforzo; direzionalità che si ripercuote sulle proprietà meccaniche dell’intero componente. Partendo da queste considerazioni, l’attenzione degli autori è stata rivolta alle proprietà di vibrare di tali materiali. Infatti, i materiali compositi sono adottati anche per la realizzazione di componenti in campo automotive, sensibilmente affetti da problematiche di rumore; essendo il rumore derivante da un’interazione fluido-struttura, è facile comprendere quale ruolo ricoprano le frequenze proprie ed i modi di vibrare del componente stesso. Gli autori hanno confrontato i modi di vibrare di una piastra in PA66GF35 (matrice in poliammide rinforzata con fibre di vetro), modellata sia come materiale isotropo che come materiale anisotropo derivante dalla Teoria di Folgar e Tucker.