Modalità di realizzazione delle Prove Strutturali (video)
Scopo principale delle prove strutturali è quello di ottenere rotture che abbiano un significato fisico ingegneristico: una rottura, nella maggior parte dei casi, può definirsi utile solo se avviene all'interno del provino, il più possibile lontano dai vincoli e dai sistemi di carico.
Inoltre, pur essendo opzionale, riteniamo molto importante effettuare una accurata analisi delle sollecitazioni durante le prove, in quanto serve a confermare la corretta applicazione di vincoli e carichi, permette analisi approfondite di fenomeni locali difficilmente individuabili con altri mezzi e può essere un valido supporto alla progettazione, con feedback continui tra progetto e prove.
Eseguiamo Prove Strutturali di vario tipo:
mono-assiali per componenti semplici e provini
multi-assiali per strutture complete e per componenti complessi
Requisito fondamentale di una prova di fatica è ottenere risultati utili alla costruzione del diagramma di Wöhler, utilizzato per determinare la resistenza di qualsiasi particolare sottoposto a cicli ripetuti di carico.
Per ottenere dati significativi occorre sottoporre i particolari a sollecitazioni (carichi e/o deformazioni) superiori rispetto alle massime di esercizio; inoltre, le sollecitazioni devono essere tanto più alte quanto minore è il numero di prove che si vuole effettuare.
Tenendo ben presente di dover ottenere risultati affidabili, prestiamo particolare cura allo studio e realizzazione dei:
sistemi di vincolo del provino, che effettuano il bloccaggio a terra utilizzando il più possibile schemi isostatici, eventualmente anche labili (o floating)
collegamenti tra sistemi di generazione carichi esterni e provino, che permettano la graduale introduzione dei carichi, senza concentrazioni di sforzi indesiderate
Inoltre, nelle prove multi-assiali, sono molto critiche le situazioni in cui qualche carico applicato è preponderante rispetto agli altri. Per evitare il fenomeno della mutua influenza (cross-talk) tra i carichi occorre che i carichi siano applicati in modo molto accurato, con perfetto bilanciamento degli stessi.
Nel seguito, mostriamo alcuni esempi di prove da noi progettate ed eseguite nel pieno rispetto di questi principi generali:
Prova Rotore Principale Elicottero (6 assi indipendenti)
Queste prove consentono di ottenere le certificazioni per il volo.
Prova floating, in cui i movimenti sono ottenuti tramite servo attuatori pivottanti perfettamente bilanciati. Il video mostra come il provino si deformi liberamente, senza costrizioni. Infatti, pur essendo sottoposto a carichi di molte tonnellate in direzione orizzontale, si può spostare anche a mano senza esercitare carichi significativi. Per coniugare compattezza, precisione e velocità si utilizzano ns. servoattuatori di vario tipo, sia Integrati, che Piovottanti.
Molto significativa la rottura bilaterale simmetrica ottenuta (visibile alla fine del video), perché è indice della presenza di corretti vincoli a terra e di precisione e simmetria nell'applicazione dei carichi.
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Prova Rotore di Coda Elicottero (4 assi indipendenti)
Queste prove consentono di ottenere le certificazioni per il volo.
In questa prova floating vengono riprodotte a terra le sollecitazioni agenti sul rotore di coda durante il volo. Per coniugare compattezza, precisione e velocità si utilizzano ns. servoattuatori di vario tipo, sia Integrati, che Piovottanti. Particolarmente importante risulta la verifica della resistenza a fatica senza rotture anche dopo milioni di cicli, così come calcolato in fase progettuale.
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Prova Dinamica Forcelle Moto (mono-assiale ad alta velocità)
Esecuzione di prove dinamiche per la valutazione del funzionamento di ammortizzatori, con produzione del diagramma carico-deformazione alle varie velocità.
Significativa è l’accuratezza di movimentazione in velocità controllata, ottenuta con ns. servo-attuatori multivalvola, che consentono di ottenere movimenti sinusoidali perfetti.
Esecuzione di prove dinamiche ad alta velocità per forcelle di moto.
Per coniugare compattezza, precisione e velocità si utilizzano ns. servoattuatori di vario tipo: Idrostatici, Integrati e Multivalvola.
I vincoli e sistemi di carico di tipo isostatico permettono di ottenere un cross talk praticamente nullo. Questo consente di programmare prove molto diverse con lo stesso Banco, combinando i carichi assiali a seconda delle specifiche esigenze del Cliente. Nel video mostriamo varie configurazioni di prova, in ognuna delle quali i carichi sono impostati con ampiezze, forme d'onda, fasi e frequenze del tutto indipendenti.
Nel video si può notare che il numero di gradi di vincolo corrisponde al numero di gradi di libertà.
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Prova Binari Ferroviari (mono-assiale)
Prova di fatica mono-assiale delle giunzioni di binari ferroviari. In particolare, viene valutata la resistenza a ripetute sollecitazioni verticali dovute al passaggio dei treni.
I report di prova vengono poi utilizzati per programmare la periodicità della manutenzione da effettuare sulle linee ferroviarie, al fine di evitare l'interruzione della linea durante il normale esercizio e la riduzione dei costi di esercizio.
