Materiali ultra-resistenti

Un gruppo di ingegneri dell’Università di Trento svela la strada per realizzare materiali ultra-resistenti.

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Un gruppo di ingegneri dell’Università di Trento svela la strada per realizzare materiali ultra-resistenti.

Decisiva la loro competenza nell’analizzare cosa accade quando si inseriscono migliaia di rinforzi sottili e rigidi.

Nel medioevo, per ottenere le spade celebrate nelle favole antiche, dalla lama flessibilissima e ultraresistente, i fabbri combinavano alchimia, magia nera e competenze sviluppate attraverso millenni.

Al giorno d’oggi, il sogno del materiale ultra-resistente che combina resistenza e flessibilità, può essere realizzato inserendo elementi (chiamati “inclusioni”) di materiale molto resistente e rigido (come la ceramica) in un materiale (per esempio metallico) flessibile (chiamato “matrice”).

Il gruppo di ricerca di Meccanica dei solidi e delle strutture del Dipartimento di Ingegneria
civile ambientale e meccanica di UniTrento
da tempo studia rinforzi e materiali ultra-resistenti
e di recente ha pubblicato un lavoro svolto in collaborazione con la Delft University of
Technology (Paesi Bassi) e l’Università di Padova.

«La competenza che abbiamo sviluppato riguarda la previsione della concentrazione di sforzi
nella modellazione di solidi con inclusioni ad alto contrasto» riferiscono Francesco Dal Corso
e Davide Bigoni
, ingegneri di UniTrento. Riprendono: «Abbiamo svolto un’analisi a collasso
di materiali rinforzati con inclusioni molto sottili e rigide.

Questo tipo di rinforzi vengono adottati per aumentare la rigidezza globale del materiale, ma al contempo possono agevolare la formazione di meccanismi di collasso particolari che prendono il nome di “bande di taglio”.

Le analisi mostrano come si può innescare, oppure ritardare, la rottura e pertanto
svelano la strada per la realizzazione di materiali ultra-resistenti, da impiegare ad esempio in applicazioni avanzate dell’industria meccanica e aereospaziale».

Il gruppo ha indagato cosa accade, in termini di resistenza e punti di rottura, quando una moltitudine di inclusioni, oltre 1500, viene inserita in un altro materiale. Il lavoro è stato condotto su volumi di materiale aventi dimensione pari a 25 volte la lunghezza delle inclusioni.

L’elenco dei volumi della rivista scientifica “International Journal of Solids and Structures” già usciti o in pubblicazione nel corso del 2022 è disponibile all’indirizzo:
International Journal of Solids and Structures

Paolo Francescon Fotografo
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