Simulazione numerica della frattura fragile nei fenomeni di contatto

Si presenta una simulazione numerica dei quadri fessurativi che si osservano con maggiore frequenza nei fenomeni di contatto tra materiali fragili. Partendo da alcune evidenze sperimentali, si analizza la propagazione della frattura mediante il codice agli elementi finiti FRANC2DTM, in grado di risolvere problemi di Meccanica della Frattura Elastica Lineare in stati deformativi piani ed assialsimmetrici. Innanzitutto viene studiato il problema del contatto di Hertz, caratterizzato dalla formazione del tipico cono di frattura (Hertzian cone). Successivamente vengono considerate anche le tensioni tangenziali, responsabili dell’eventuale distacco di frammenti (chipping). Il presente studio permette di evidenziare le differenze nella traiettoria di propagazione della frattura, che risulta stabile od instabile a seconda del problema considerato. I risultati ottenuti sono presentati in forma adimensionale mettendo in luce le caratteristiche invarianti del problema. L’interesse applicativo delle simulazioni ottenute riguarda numerosi processi, in un esteso intervallo dimensionale, dal fenomeno microscopico ell’indentazione Vickers al cosiddetto problema del punzonamento a scala macroscopica.