Colmata la lacuna tra teoria e pratica operativa
Date le proprietà meccaniche superiori e le basse densità, le leghe di alluminio hanno un vantaggio rispetto ad altri materiali strutturali per i velivoli. La fusoliera della maggior parte dei velivoli moderni è composta per circa l'80% di alluminio in termini di peso. La lega di alluminio ad alta resistenza 2024, nello specifico, rimane il materiale preferito per le aree critiche per i danni data la sua resistenza alla propagazione delle cricche. D'altro canto, le leghe di alluminio a resistenza media vengono usate nelle aree nelle quali è importante aumentare la resistenza senza avere materiale in eccesso. Il potenziale maggiore per lo sfruttamento commerciale è offerto dalle leghe di alluminio come le leghe alluminio-zinco-magnesio (Al-Zn-Mg) a elevata purezza. L'obiettivo finale del progetto IDA era confermare che le proprietà teoriche della lega di alluminio 2024 verificate con l'esperienza si possono trasferire ad altre leghe. I partner di progetto dell'Istituto di strutture e materiali avanzati in Grecia hanno proposto un nuovo modello per prevedere il tasso di propagazione delle cricche da fatica. Hanno preso in considerazione il fatto che il tasso di propagazione delle cricche non dipende solo dall'intensità della sollecitazione applicata, ma anche dalla morfologia della cricca. Inoltre, si pensava che la propagazione delle cricche corrispondesse alla crescita della zona di deformazione plastica. Per valutare la durata di vita dei componenti strutturali dei velivoli, la deformazione plastica localizzata è stata attribuita alle sollecitazioni residue sviluppate nel materiale davanti alla cricca dopo sovraccarichi. L'intensità della sollecitazione è stata calcolata numericamente usando gli elementi finiti. D'altro canto, visto che i materiali si comportano in modo diverso se sottoposti a carichi ciclici e monotonici, sono state usate le loro proprietà meccaniche ottenute da test nei quali il carico applicato viene continuamente aumentato e poi invertito. La validità del modello proposto è stata verificata sui campioni di leghe di alluminio e i risultati analitici ottenuti concordavano con i reali dati dei test dalle prove di fatica. Inoltre, è possibile fornire informazioni sull'evoluzione dei danni da fatica per le condizioni di servizio difficili da riprodurre in laboratorio data la complessità dello spettro di carico.
