Influenza dello strain-rate sul comportamento meccanico dei ...

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Cap. II – METODOLOGIE SPERIMENTALI PER LA MISURA DELLE CARATTERISTICHE TENSO-DEFORMATIVE DEI MATERIALI SOTTOPOSTI A REGIMI DINAMICI Figura 2. 4 - Esemplari di MHB del laboratorio DynaMat dell’University of Applied Scienses of Southern Switzerland Lo sviluppo della MHB è stato necessario per disporre di un’unica macchina capace di lavorare in trazione, compressione e taglio, generando onde di lunga durata indispensabili per condurre test intorno ai 100 s -1 imponendo grandi deformazioni prima della rottura del provino in metallo duttile. Infatti, per esempio possiamo considerare il caso di un test dinamico a strain-rate di 100 s -1 per un provino con deformazione a rottura del 50% in cui la durata dell’onda deve essere di 5 ms per deformare il provino prima della rottura. Usando la barra di Hopkinson classica equipaggiata per test dinamici sarebbe necessario lanciare un proiettile lungo più di 10 m per ottenere un’onda di durata pari a qualche ms, compito difficile in particolar modo per la realizzazione dell’impatto piano tra il proiettile e la input bar. Quest’ultima, infatti, costituisce una condizione assolutamente necessaria per generare onde piane elastiche di tensione necessarie per la corretta analisi dei dati della barra di Hopkinson attraverso la più importante teoria della propagazione delle onde elastiche piane. Lo schema della MHB in trazione è 54
Cap. II – METODOLOGIE SPERIMENTALI PER LA MISURA DELLE CARATTERISTICHE TENSO-DEFORMATIVE DEI MATERIALI SOTTOPOSTI A REGIMI DINAMICI Figura 2. 5 - Modified Hopkinson bar per prove di trazione La MHB consiste in una barra pretesa (che sostituisce il proiettile utilizzato nella versione classica della Hopkinson bar) che costituisce un’appendice solidale della input bar, seguita dall’output bar e dal provino inserito tra le due. Il funzionamento della MHB è basato sull’accumulo di un certo quantitativo di energia meccanica elastica nella barra di pretensione. La barra pretesa è bloccata per mezzo di un sistema di blocco mentre l’altro estremo è collegato ad un attuatore idraulico per la messa in tensione. Una volta immagazzinata l’energia meccanica lungo la barra pretesa ed inserito il provino tra le due barre incidente e trasmittente, il meccanismo di blocco viene sganciato mediante la rottura fragile di un elemento, a questo punto si ha la generazione di due contemporanee onde elastiche piane: • un’onda di compressione che si propaga, alla rottura del pezzo fragile, dal sistema di blocco verso la sinistra della barra pretesa scaricandola; • un’altra onda, ma di trazione, si propaga dal sistema di blocco lungo la input bar, il provino e l’output bar portando il provino a rottura. La durata dell’impulso che carica il provino corrisponde al valore del tempo che l’onda di scarico impiega per coprire la distanza tra la sezione libera della barra e l’attuatore idraulico e ritornare indietro; l’ampiezza dell’impulso di tensione generato è pari alla metà del valore stabilito della pretensione statica nella barra realizzata a mezzo dell’attuatore idraulico. Usando una barra pretesa di 6 m di lunghezza è possibile generare onde di trazione di lunghezza 2.5 ms permettendo la deformazione fino alla rottura di un provino in materiale molto duttile sotto elevati strain-rate. In questo caso è necessario utilizzare una barra trasmittente di lunghezza corrispondente a quella 55
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RINGRAZIAMENTI RINGRAZIAMENTI Desid
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SITOGRAFIA SITOGRAFIA http://www.un
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