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Analisi del danneggiamento a fatica di materiali compositi mediante tecnica DIC

Informazioni tesi

  Autore: Mirko Miglietta
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2008-09
  Università: Università degli Studi di Lecce
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria meccanica
  Relatore: Vito Dattoma
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 90

In questo lavoro di tesi si è affrontato lo studio del danneggiamento a fatica di compositi fibro-rinforzati mediante la tecnica di correlazione di immagini digitali, con la peculiarità di poter indagare il materiale su tutta la superficie e con l'intento di estrapolare informazioni locali sull'evoluzione dei fenomeni di danneggiamento su scala macroscopica.
Il lavoro ha abbracciato il calcolo teorico dei coefficienti del laminato, le prove di caratterizzazione statica e le prove di fatica, con le relative calibrazioni ed elaborazioni dei dati acquisiti. Si sono seguite le indicazioni della norma ASTM D3039/D3039 M (Standard Test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials), ma in seguito si è scelto di testare anche dei provini di forma diversa (a clessidra).
Nel primo capitolo si passano in rassegna i materiali compositi mettendo in evidenza le caratteristiche che li contraddistinguono, le differenze tra le varie tipologie, il comportamento meccanico ed in particolare i fenomeni che insorgono nei laminati sottoposti a carichi ciclici. Il secondo capitolo è invece dedicato alla descrizione della tecnica utilizzata per monitorare le prove e della strumentazione utilizzata. Nel terzo capitolo si entra nel dettaglio dell'attività sperimentale; sono caratterizzati staticamente i due tipi di provini analizzati, evidenziando anche i riscontri ottenuti dall'analisi comparata dei dati provenienti dai calcoli teorici, dalla correlazione e dalla macchina utilizzata per le prove. Il quarto capitolo descrive le prove di fatica; come nel terzo capitolo sono illustrati i risultati ottenuti per le due tipologie di provino oltre che le problematiche relative alla calibrazione della tecnica.

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Cap.I - I MATERIALI COMPOSITI E LA FATICA I.1 - Definizione e generalità Un materiale composito è un sistema macroscopicamente non omogeneo e non isotropo, ottenuto dall’accoppiamento di due o più sostanze che rimangono separate da un’interfaccia e ben distinte a livello macroscopico e strutturale1. I costituenti tipici del composito sono il rinforzo, che ha la principale funzione di assorbire gli sforzi, e la matrice che ne consente la distribuzione all'interno del componente. Tale particolare struttura conferisce ai compositi un ottimo rapporto rigidezza/peso che giustifica l'interesse da parte dei settori industriali più avanzati (aeronautico, spaziale, automobilistico, nautico, sportivo, nucleare, ecc.) [1,2]. L’utilizzo di materiali compositi, non è certo prerogativa dei tempi moderni, per esempio basti pensare a manufatti come i tessuti, al calcestruzzo, oppure ai mattoni di fango e paglia; tuttavia lo studio di questi materiali è di grande attualità perché il loro sviluppo va di pari passo con la progettazione e l'esigenza di particolari caratteristiche non raggiungibili dai materiali convenzionali. La diversità di approccio nella progettazione e verifica rispetto ai materiali tradizionali, nonché la scarsa reperibilità di dati sperimentali dovuta ad una diffusione relativamente recente dei compositi, costituiscono talvolta un ostacolo al loro utilizzo che, con il passare del tempo, tende comunque ad affievolirsi. I.2 - Classificazione E' possibile classificare i compositi in base alla forma dei costituenti, ottenendo quindi: 1) materiali compositi a fibre; 1 A livello microstrutturale quasi tutti i materiali risulterebbero compositi, quindi la definizione va intesa a livello macrostrutturale (infatti le leghe ferrose non sono considerate come compositi, diversamente da alcuni materiali ottenuti per dispersione di particelle). 7

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Parole chiave

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correlazione immagini digitali
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fibra di vetro
fibrorinforzati
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resina epossidica
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