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TECNICHE INNOVATIVE ALL’INFRAROSSO TERMICO PER LA
CARATTERIZZAZIONE A FATICA DEI MATERIALI, DEI COMPONENTI
E DEI SISTEMI MECCANICI
V. Crupi(1), E. Guglielmino(1), G. La Rosa(2), A. Risitano(2), G. Risitano(1)
(1) Università degli Studi di Messina(2) Università degli Studi di Catania
A&T 2016 - Torino - 20 Aprile Ing. Giacomo Risitano
INTRODUZIONE
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SCALETTA
oConcetti generali
oMetodo Rapido Termografico
oApplicazioni del MRT
oDeterminazione del danno con il MRT
oMetodo “Ultra” Rapido Termografico
C.E.R.I.S.I.
CONCETTI GENERALI
La fatica è un fenomeno a causa del quale delle sollecitazioni
ripetute nel tempo possono portare a rottura un organo di
macchine, mentre se tali sollecitazioni fossero applicate
staticamente non romperebbero l’organo.
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La fatica classica riguarda situazioni con
un numero di cicli molto elevato e con
assenza di deformazioni plastiche estese.
Per gli organi meccanici, nella meccanica classica, il
numero di cicli critico è attorno a 104 e 106 per ampiezza di
sollecitazione costante.
CONCETTI GENERALI
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NORMATIVE INERENTI LA FATICA
UNI 3764: principi generali sulla fatica.
UNI 8634: strutture in lega leggera.
CNR UNI 10011: strutture in acciaio.
CNR UNI 10021: strutture di apparecchi di sollevamento in acciaio.
CNR UNI 10028: strutture di apparecchi di sollevamento in lega leggera.
UNI 7670: meccanismi di apparecchi di sollevamento.
EUROCODICE CEN n° 3: strutture in acciaio.
EUROCODICE CEN n° 9: strutture in lega leggera.
Normative ISO: fondamenti sulla fatica e modalità di esecuzione delle prove
sperimentali.
CONCETTI GENERALI
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COSTRUZIONE CURVA S-N
o5 punti
oPer ogni punto sono necessari 5 provini
oOgni provino ha una vita media di 1.000.000 cicli.
oMediamente, una macchia oleodinamica lavoro a 15 Hz.
oIl tempo necessario per effettuare tutte le 25 prove è molto alto.
CONCETTI GENERALI
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o La macchina lavora per 24 ore al giorno con la presenza di un operatore
addetto per 10 ore al giorno.
o In media, per costruire la curva S-N, con il metodo tradizionale, relativo
ad un solo stato di sollecitazione, occorrono 3 settimane!
o È facile comprendere gli svantaggi:
� costi elevati (diaria operatore, ammortamento degli strumenti, etc).
� Tempi elevati.
Di conseguenza, GRANDE DIFFICOLTÀ DELLA REPERIBILITÀ DELLE CURVE
DI FATICA dei materiali.
CONCETTI GENERALI
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Vantaggi
•Altissime frequenza di prova (~ 20 kHz)
•Tempi di prova ridotti
•Rapporto di Carico libero
•Ridotta manutenzione
•Semplicità di uso
•Ingombro
Svantaggi
•Scarsa flessibilità di impiego
•Misura del carico
•Metodologia dei test da consolidare
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
1E+04 1E+06 1E+08 1E+10
∆σ[MPa]
N
No Cooled Air Cooled Alternate (1/10 second)
METODO RAPIDO TERMOGRAFICO
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G. Curti, G. La Rosa, M. Orlando, A. Risitano, Analisi tramite infrarosso termico della temperatura limite in prove di fatica, Conf.
Proceedings: 14th AIAS Italian National Conference, Catania, Italy, (1986).
Camera IR
Limite di fatica
Ing. Giacomo Risitano
APPLICAZIONI M.R.T.
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40
50
60
70
80
90
100
1,0E+04 1,0E+05 1,0E+06 1,0E+07
Str
ess
[M
pa
]
Nf