Testing e modellazione dei materiali
I campi in cui si inseriscono le attività di ricerca sviluppate nell’ambito del testing e della modellazione dei materiali sono:
- Design di materiali compositi bioispirati: progettazione di materiali ispirati a modelli esistenti in natura, come il tessuto osseo, la madreperla, il legno, note per l’ottima combinazione di caratteristiche meccaniche unite ad una bassa densità.
- Progettazione di materiali o strutture lattice o trabecolari, le cui le sue caratteristiche macroscopiche non dipendono solo dalla sua struttura molecolare, ma anche dalla sua geometria realizzativa. Studio di diverse architetture tridimensionali cellulare periodica e sintetica progettata per produrre una combinazione ottimizzata, non disponibile in natura, di due o più risposte a una specifica sollecitazione.
- Additive manufacturing per la progettazione di nuovi materiali mediante diverse tecnologie additive, e.g., stampa a filamento (FDM), stereolitografia (SLA), sinterizzazione laser (SLS), e tecnologia PoliJet.
- Materiali compositi self-sensing: progettazione di materiali compositi intelligenti con sensori integrati (e.g., nanotubi di carbonio) per il monitoraggio continuo dell’integrità strutturale del materiale
- Studio del danneggiamento dei materiali compositi mediante termografia a infrarossi e tecniche nondistruttive
- Simulazioni multifisiche e multiscala: nell’ambito della progettazione dei materiali si utilizzano diverse tecniche di simulazione numerica, dalle simulazioni atomistiche, alle simulazioni ad elementi finiti, che coprono diverse scale di lunghezza e sono in grado di modellare diversi fenomeni fisici (chimici, strutturali, termici, etc).
- Caratterizzazione e modellazione del comportamento meccanico di materiali cellulari (polimerici e metallici) in condizioni di carico complesse (statiche/dinamiche, multiassiali, ripetute)
- Caratterizzazione e modellazione del comportamento meccanico di materiali plastici in condizioni di carico complesse (statiche/dinamiche, fatica, creep)
- Comportamento degli adesivi strutturali, modellazione e simulazione, modelli di previsione del cedimento e del danneggiamento; incollaggio strutturale di manufatti in materiali differenti
Ricercatori
- Massimiliano Avalle
- Flavia Libonati
- Margherita Monti
- Alessandro Rebora
Laboratori
- Laboratorio di Misure, Materiali e Biomeccanica - Unità Operativa di Metallografia
- Laboratorio di Misure, Materiali e Biomeccanica - Unità Operativa Caratterizzazione meccanica
Pubblicazioni
- K.Park, D. Scaccabarozzi, C. Sbarufatti, A. Jimenez-Suarez, A. Ureña, S. Ryu*, F. Libonati*, Coupled health monitoring system for CNT-doped self-sensing composites, Carbon 166, 193-204, 2020
- Libonati, F.*; Vellwock, A.E.; Ielmini, F.; Abliz, D.; Ziegmann, G.; Vergani, L.; Bone-inspired enhanced fracture toughness of de novo fiber reinforced composites, Nature Scientific Reports, 9, Art.numb.: 3142, 2019
- Libonati, F.; Gu, G. X.; Qin, Z.; Vergani, L.; Buehler, M. J.*, Bone-Inspired Materials by Design: Toughness Amplification Observed Using 3D Printing and Testing. Advanced Engineering Materials 2016, 18 (8), 1354–1363. Front cover.
- Avalle M, Belingardi G (2018) A Mechanical Model of Cellular Solids for Energy Absorption. In: Advanced Engineering Materials; pp. 1-7; DOI: 10.1002/adem.201800457
- Mattia Frascio, Eduardo André de Sousa Marques, Ricardo João Camilo Carbas, Lucas Filipe Martins da Silva, Margherita Monti, Massimiliano Avalle (2020) Review of Tailoring Methods for Joints with Additively Manufactured Adherends and Adhesives. Materials, Vol. 13, 3949.