Introduzione

Sistema innovativo per l’esecuzione di prove dinamiche su materiali a velocità di deformazione intermedia. Esso è progettato per generare e trasmettere onde di trazione o di compressione a bassa velocità di propagazione. L’onda meccanica raggiunge il provino dopo aver viaggiato attraverso una serie di molle opportunamente dimensionate, secondo lo schema della Split Hopkinson Pressure Bar, o attraverso una singola molla lunga. Le caratteristiche meccaniche del materiale vengono misurate mediante una cella di carico interposta fra il provino e una molla terminale e un sistema di misura della deformazione senza contatto. L’apparato fornisce onde meccaniche di elevata durata, una lunga corsa di prova e ha un ingombro complessivo contenuto rispetto allo stato dell’arte.

Caratteristiche Tecniche

La struttura dell’apparato riadatta quella della Split Hopkinson Pressure Bar per consentire la propagazione di onde meccaniche a bassa velocità (50 ÷ 70 m/s contro 5000 m/s delle barre di Hopkinson) in grado di deformare i provini nel regime intermedio di velocità di deformazione (10 ÷ 200 1/s). In questo apparato il provino riceve una perturbazione meccanica proveniente da molle (prestressed, input, output) opportunamente dimensionate per trasferire una lenta onda che lo deforma in trazione o compressione. La soluzione proposta, al momento presente allo stadio di sviluppo TRL 2, mira a risolvere alcune problematiche tecniche presenti nello stato dell’arte relative alla misura delle proprietà dei materiali a strain rates intermedi, con i seguenti benefici:

• Misura pulita della resistenza del provino (senza oscillazioni inerziali)
• Sviluppo orizzontale della macchina e compattezza globale (3m)
• Elevate forze dinamiche massime trasmissibili (20 kN) per una durata considerevole (10-12 ms)
• Elevata corsa della macchina utile a deformare i provini (fino a 40 mm)

Possibili Applicazioni

• Caratterizzazione dei materiali per sistemi di assorbimento di energia;
• Processi tecnologici a velocità di deformazione intermedie (forgiatura, formatura di lamiere);
• Caratterizzazione di materiali soffici con diverso comportamento meccanico tra il regime quasi-statico e il dinamico.

Vantaggi

• Consente prove a velocità di deformazione intermedia sui materiali;
• Dimensioni compatte della macchina;
• Segnali di forza privi di disturbi;
• Elevate corsa di deformazione e durata della prova.