Tensioni residue sui compositi

Al giorno d’oggi i materiali compositi vengono utilizzati in molteplici applicazioni industriali, grazie ai numerosi vantaggi che offrono. Questi materiali infatti possono essere progettati in modo da aumentare alcune proprietà specifiche, incluso quelle meccaniche, riducendo il peso complessivo.

Un materiale “composito” è un materiale composto da almeno due elementi che interagiscono per produrre proprietà meccaniche che sono diverse da quelle che i due elementi hanno se presi singolarmente.

In pratica, molti compositi sono fatti da un materiale base (detto “matrice”) e da un rinforzo aggiunto principalmente per aumentare la resistenza e la rigidezza della matrice stessa. Tale rinforzo è generalmente sotto forma di fibra.

residual stress composites rosette
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Sebbene i compositi abbiamo significativi vantaggi strutturali, non sono tuttavia esenti dalle tensioni residue che possono essere indotte durante il processo di produzione.

Le tensioni residue sono un fenomeno abbastanza comune nei materiali compositi a causa della presenza di un’interfaccia importante tra la matrice e i rinforzi e successivamente tra i diversi strati orientati in direzioni diverse. In dettaglio, le tensioni residue possono presentarsi nei compositi a causa di un’incompatibilità dei coefficienti di espansione termica lineare tra la matrice e le fibre di rinforzo. Inoltre, anche la contrazione chimica durante la fase di solidificazione della matrice può giocare un ruolo importante nel campo delle tensioni residue.

Esiste una versione speciale del sistema MTS3000-Restan in grado di determinare le tensioni residue nei compositi. Normalmente in questi tipi di materiale ci si aspetta di trovare tensioni residue non uniformi in profondità e in particolar modo, a causa del loro tipico comportamento non omogeneo, la variabilità delle tensioni residue è di solito elevata in zone diverse dello stesso componente.

La versione del Sistema MTS3000-Restan per i compositi viene fornita con una centralina di controllo che rende il test completamente automatico, semplice e veloce: un sistema automatico permette infatti di controllare il processo di foratura (velocità di rotazione e di avanzamento) e l’acquisizione tramite rosette estensimetriche. Riguardo a queste ultime, si può utilizzare la tecnica dell’estensimetro compensatore vista sopra per evitare qualsiasi effetto termico apparente sulle deformazioni acquisite.

Grazie ad una slitta di foratura dedicata che lavora a bassa velocità, il processo non genera nessun effetto di riscaldamento o plasticizzazione intorno al foro evitando, in questo modo effetti indesiderati sulle deformazioni acquisite e a sulle tensioni residue calcolate.

Brushless motor electri restan

Il sistema MTS3000-Restan è l’unico al mondo progettato espressamente per effettuare questo tipo di misure; inoltre, lo strumento meccanico può essere posizionato nella zona più adatta del campione da testare grazie alla sua forma a sbalzo (alternativa: grazie al suo design ergonomico) e ai suoi piedini orientabili.

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