La delaminazione in un volante in fibra di carbonio di Formula 1 non è sempre il risultato di un impatto diretto. In questo caso, il guasto è stato causato da una polimerizzazione difettosa della resina epossidica, che ha generato zone con basso trasferimento di carico tra gli strati. Applicando la coppia durante la guida, gli strati si sono separati progressivamente, riducendo la rigidità torsionale del componente fino a un punto critico di cedimento strutturale.
Simulazione del guasto in Volume Graphics e HyperMesh 🛠️
Utilizzando Volume Graphics, è stata eseguita una scansione tomografica del volante difettoso per identificare le regioni con porosità eccessiva e mancanza di impregnazione di resina. I dati sono stati esportati in HyperMesh, dove è stato generato un modello agli elementi finiti con proprietà ortotrope degradate nelle zone interessate. La simulazione in Siemens NX ha mostrato che, sotto carichi ciclici di 50 Nm, le tensioni interlaminari superavano del 40% i valori di una polimerizzazione ottimale, confermando che la delaminazione è iniziata alla periferia del cerchio e si è propagata radialmente verso il centro.
La fatica come giudice silenzioso in competizione ⏳
Questo caso dimostra che l'analisi a fatica non deve concentrarsi solo sulla vita utile del materiale di base, ma sull'integrità dell'unione resina-fibra. Una polimerizzazione incompleta trasforma un componente ad alte prestazioni in una trappola di rigidità progressiva. Per i team di competizione, simulare questi scenari in pre-produzione con HyperMesh e validare con Volume Graphics consente di rilevare le zone critiche prima che il volante si guasti in pista, salvaguardando sia le prestazioni che la sicurezza del pilota.
Come si può distinguere, mediante simulazione agli elementi finiti, se la delaminazione osservata in un volante di F1 è causata da una polimerizzazione difettosa della resina epossidica o da un sovraccarico meccanico ciclico?
(PS: La fatica dei materiali è come la tua dopo 10 ore di simulazione.)