I metodi meccanici, noti anche come tecniche di rilascio di deformazione meccanica (MSR), sono tecniche distruttive che misurano le tensioni residue utilizzando estensimetri, rosette estensimetriche o catene estensimetriche installate sulla superficie del campione.

I metodi meccanici funzionano sul principio dell’alterazione dello stato di equilibrio delle campo di sollecitazioni residue di un componente per mezzo della rimozione di materiale, mediante sezionamento, tornitura o fresatura, al fine di rilasciare deformazioni locali; a seguito della rimozione del materiale il componente si deforma localmente per ripristinare l’equilibrio. Le deformazioni rilasciate dal componente vengono registrate utilizzando estensimetri, rosette estensimetriche o catene estensimetriche e le funzioni di influenza vengono utilizzate per il calcolo indiretto delle tensioni residue originalmente presenti.

Tutti questi metodi richiedono l’installazione di uno o più sensori estensimetrici e quindi, mediante una lavorazione meccanica dedicata, il materiale del pezzo viene rimosso.

Le tecniche distruttive di rilascio di deformazioni meccaniche più utilizzate sono:

• Sezionamento o “Sectioning”
• Tagli incrementali o “Slitting”
• Asportazione di strati o “Layering” (Metodo della tornitura interna o di Sach e metodo della rimozione di strati)

Il metodo del sezionamento (noto anche come Sectioning Method) consiste nell’installazione di uno o più estensimetri in una specifica area del pezzo. Successivamente, l’area a su cui sono stati applicati gli estensimetri viene progressivamente isolata dal materiale rimanente mediante taglio o fresatura, di conseguenza le deformazioni rilassate vengono poi utilizzate per valutare le tensioni residue che sono state rilassate. Il processo di taglio viene eseguito senza alterare il campo di tensione. Il metodo di sezionamento trova applicazione industriale in particolare per la determinazione delle sollecitazioni residue all’interno delle rotaie ferroviarie realizzate in acciaio in accordo alla norma EN 13674-1.

Un’evoluzione del sezionamento è il metodo dei tagli incrementali (noto anche come Crack Compliance or Slitting method). Questa è una tecnica ideale per la misura delle tensioni residue su superfici piane. Richiede l’installazione di 2 estensimetri, uno sulla superficie di taglio (superiore) ed uno sulla superficie opposta (posteriore). In questo metodo, viene realizzato un taglio lineare con incrementi graduali della profondità e vengono acquisiti i valori di deformazione per ciascun passo. I dati di deformazione acquisiti dall’estensimetro posizionato sulla superficie superiore vengono utilizzati per la valutazione delle sollecitazioni superficiali, mentre i dati acquisiti dall’estensimetro situato nella superficie posteriore vengono utilizzati per la valutazione della distribuzione delle sollecitazioni in profondità utilizzando coefficienti di calcolo sviluppati da un modello agli elementi finiti (FEM).

I metodi di asportazione di strati includono il metodo della tornitura interna o di Sach (noto come Sach’s Boring out) e metodo della rimozione di strati (noto come Layer Removal): il metodo della tornitura interna o di Sach può essere applicato solo a parti cilindriche mentre il metodo di rimozione di strati può essere applicato solo su superfici piane. I metodi consistono nell’installazione di estensimetri su una superficie del componente: successivamente strati di materiali vengono rimossi meccanicamente a partire dal lato opposto su cui sono installati gli estensimetri e, alla fine di ogni fase di asportazione o rimozione di materiale, vengono acquisite le deformazioni rilassate. I coefficienti di calcolo dedicati, valutati mediante l’utilizzo di modelli agli elementi finiti (FEM), vengono utilizzati per la valutazione delle tensioni residue.

Grazie all’esperienza dei suoi ingegneri e tecnici e ai 20 anni di esperienza dell’azienda nell’installazione di estensimetri anche in condizioni non standard, SINT Technology è in grado di suggerire e di applicare la migliore soluzione tecnica per la valutazione delle tensioni residue mediante metodi meccanici.