132 resultados para Ti6Al4V fatica pallinatura ripallinatura


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In letteratura sono presenti numerosi studi che descrivono i fattori che influenzano la vita a fatica di un laminato in CFRP e le modalità di propagazione ed accrescimento a fatica di un difetto. Tuttavia non sono presenti studi approfonditi che leghino l’effetto che può avere la grammatura, sulla vita a fatica del laminato. Il lavoro sperimentale oggetto di questa tesi vuole intendersi un lavoro preliminare, a carattere esplorativo, sullo studio della sensibilità della grammatura sulla resistenza a fatica di laminati in CFRP, attraverso test di flessione a fatica su due configurazioni di provini di grammature differenti (600 e 800 gr/m^2), con e senza inserimento di un difetto artificiale rappresentato da un intaglio sugli ultimi strati del laminato e test di flessione eseguito in accordo allo standard ASTM D2344/D2344M. I test a fatica hanno evidenziato una sensibile riduzione della vita per i provini senza difetto realizzati con l’800 gr/m^2 rispetto a quelli realizzati con il 600 gr/m^2. Per quanto concerne la tolleranza al danno, i provini realizzati con 600 gr/m^2 hanno evidenziato una sensibilità maggiore all’effetto di intaglio, pur avendo un comportamento migliore rispetto a quelli realizzati con l’800 gr/m^2.

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I materiali compositi rivestono un ruolo fondamentale nell’industria aeronautica e nel settore delle competizioni automobilistiche. La possibilità di progettare i materiali in funzione della loro applicazione permette una crescente diffusione del loro utilizzo, e l’ampliamento delle applicazioni a moltissimi altri settori, sia per componenti di tipo strutturale, sia di tipo estetico. Nonostante la quantità di studi sul comportamento a fatica dei compositi, non sono ancora presenti risultati attendibili per la previsione della resistenza e della vita a fatica in relazione ad un determinato tipo di sollecitazione; non almeno a livello dei materiali tradizionali. L’obiettivo della tesi è indagare eventuali variazioni del comportamento a fatica di un laminato in CFRP in relazione al variare di parametri quali dimensioni e sequenza di impilamento delle ply. Per tale scopo sono state realizzate delle prove per il calcolo del comportamento a fatica, in particolare prove di flessione in 3 punti, e si sono poi confrontati tra loro i risultati sperimentali e correlati al variare dei parametri di interesse.

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Nello studio sperimentale oggetto della tesi è stato indagato il comportamento a fatica policiclica, in regime fessurato, di calcestruzzi rinforzati con fibre macro-sintetiche. Per tale tipologia di prova non esiste una procedura standardizzata; occorre anche osservare come in letteratura le testimonianze di prove policicliche su FRC siano piuttosto limitate soprattutto in riferimento a calcestruzzi rinforzati con fibre macro-sintetiche in regime fessurato. A tale scopo è stata messa a punto una procedura di prova a flessione su tre punti finalizzata a valutare il comportamento a fatica del materiale. Sono stati testati calcestruzzi con lo stesso dosaggio e con la stessa tipologia di fibre sottoposti a carichi ciclici con diversi ampiezza e stress level. La sperimentazione ha riguardato anche prove di flessione su tre punti di tipo monotono condotte sul medesimo materiale e su calcestruzzi non fibrorinforzati. I dati sperimentali ottenuti dalle prove monotone sono stati impiegati come input per una procedura di analisi inversa finalizzata alla definizione della relazione tensione-apertura di fessura per i materiali testati.

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La presente tesi di Laurea Magistrale ha lo scopo di studiare sperimentalmente il comportamento a fatica dei calcestruzzi rinforzati con fibre macro-sintetiche (Macro Synthetic Fiber Reinforced Concrete, MSFRC). Sono condotte prove cicliche di flessione su tre punti al fine di caratterizzare il comportamento dei calcestruzzi fibrorinforzati in regime fessurato nel caso di fatica ad alto numero di cicli (High Cycle Fatigue, HCF). Oltre a prove di fatica sono condotte anche prove monotone a flessione al fine di ottenere la caratterizzazione meccanica del materiale determinandone i principali parametri di frattura; i risultati di tali prove sono utili anche a definire la procedura di prova definitiva da adottare durante i test di fatica. Le testimonianze presenti in letteratura sul comportamento a fatica degli FRC rinforzati con fibre sintetiche sono molto limitate, specialmente nel caso di fatica ad alto numero di cicli; inoltre le prove cicliche, a differenza delle prove monotone, non sono prove standardizzate e quindi definite dalla normativa. Nel corso della presente campagna sperimentale si cercherà quindi di definire una procedura per poter eseguire in maniera stabile le prove di flessione, monotone e di fatica, su campioni prismatici di calcestruzzo fibrorinforzato. L’idea alla base della campagna sperimentale oggetto di questa tesi è quella di riprodurre, mediante prove di fatica, le usuali condizioni di esercizio a cui sono sottoposte, durante la loro vita utile, strutture come pavimentazioni stradali o industriali; infatti il traffico stradale o il transito di macchinari possono indurre su strutture del genere dei carichi ripetuti nel tempo tali da provocarne il collasso per fatica. La presente tesi è articolata in otto capitoli nei quali verranno evidenziate le principali proprietà, sia meccaniche che fisiche, del materiale composito oggetto dello studio, saranno definite le procedure dei test eseguiti e verranno discussi i risultati derivanti da essi.

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Assessment of laser peening induced effects on Ti6Al4V by destructive and non-destructive techniques

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Laser peening has recently emerged as a useful technique to overcome detrimental effects associated to another well-known surface modification processes such as shot peening or grit blasting used in the biomedical field. It is worth to notice that besides the primary residual stress effect, thermally induced effects might also cause subtle surface and subsurface microstructural changes that might influence corrosion resistance. Moreover, since maximum loads use to occur at the surface, they could also play a critical role in the fatigue strength. In this work, plates of Ti-6Al-4V alloy of 7 mm in thickness were modified by laser peening without using a sacrificial outer layer. Irradiation by a Q-switched Nd-YAG laser (9.4 ns pulse length) working in fundamental harmonic at 2.8 J/pulse and with water as confining medium was used. Laser pulses with a 1.5 mm diameter at an equivalent overlapping density (EOD) of 5000 cm-2 were applied. Attempts to analyze the global induced effects after laser peening were addressed by using the contacting and non-contacting thermoelectric power (TEP) techniques. It was demonstrated that the thermoelectric method is entirely insensitive to surface topography while it is uniquely sensitive to subtle variations in thermoelectric properties, which are associated with the different material effects induced by different surface modification treatments. These results indicate that the stress-dependence of the thermoelectric power in metals produces sufficient contrast to detect and quantitatively characterize regions under compressive residual stress based on their thermoelectric power contrast with respect to the surrounding intact material. However, further research is needed to better separate residual stress effects from secondary material effects, especially in the case of low-conductivity engineering materials like titanium alloys.

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Treatise on preservation of eggs; refers to various methods of preserving eggs dating back to the Roman Empire and Renaissance; describes in detail methods in use in England and France during late 1700-early 1800; includes citations from numerous experts (i.e. Reaumur, Parmentier, European agricultural journals, etc.). Footnote on p. 55 from R.D. Peschier of Geneva, doctor of chemistry and medicine, cites an example of eggs preserved for six years in lime-water.

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La presente Tesi ha per oggetto lo sviluppo e la validazione di nuovi criteri per la verifica a fatica multiassiale di componenti strutturali metallici . In particolare, i nuovi criteri formulati risultano applicabili a componenti metallici, soggetti ad un’ampia gamma di configurazioni di carico: carichi multiassiali variabili nel tempo, in modo ciclico e random, per alto e basso/medio numero di cicli di carico. Tali criteri costituiscono un utile strumento nell’ambito della valutazione della resistenza/vita a fatica di elementi strutturali metallici, essendo di semplice implementazione, e richiedendo tempi di calcolo piuttosto modesti. Nel primo Capitolo vengono presentate le problematiche relative alla fatica multiassiale, introducendo alcuni aspetti teorici utili a descrivere il meccanismo di danneggiamento a fatica (propagazione della fessura e frattura finale) di componenti strutturali metallici soggetti a carichi variabili nel tempo. Vengono poi presentati i diversi approcci disponibili in letteratura per la verifica a fatica multiassiale di tali componenti, con particolare attenzione all'approccio del piano critico. Infine, vengono definite le grandezze ingegneristiche correlate al piano critico, utilizzate nella progettazione a fatica in presenza di carichi multiassiali ciclici per alto e basso/medio numero di cicli di carico. Il secondo Capitolo è dedicato allo sviluppo di un nuovo criterio per la valutazione della resistenza a fatica di elementi strutturali metallici soggetti a carichi multiassiali ciclici e alto numero di cicli. Il criterio risulta basato sull'approccio del piano critico ed è formulato in termini di tensioni. Lo sviluppo del criterio viene affrontato intervenendo in modo significativo su una precedente formulazione proposta da Carpinteri e collaboratori nel 2011. In particolare, il primo intervento riguarda la determinazione della giacitura del piano critico: nuove espressioni dell'angolo che lega la giacitura del piano critico a quella del piano di frattura vengono implementate nell'algoritmo del criterio. Il secondo intervento è relativo alla definizione dell'ampiezza della tensione tangenziale e un nuovo metodo, noto come Prismatic Hull (PH) method (di Araújo e collaboratori), viene implementato nell'algoritmo. L'affidabilità del criterio viene poi verificata impiegando numerosi dati di prove sperimentali disponibili in letteratura. Nel terzo Capitolo viene proposto un criterio di nuova formulazione per la valutazione della vita a fatica di elementi strutturali metallici soggetti a carichi multiassiali ciclici e basso/medio numero di cicli. Il criterio risulta basato sull'approccio del piano critico, ed è formulato in termini di deformazioni. In particolare, la formulazione proposta trae spunto, come impostazione generale, dal criterio di fatica multiassiale in regime di alto numero di cicli discusso nel secondo Capitolo. Poiché in presenza di deformazioni plastiche significative (come quelle caratterizzanti la fatica per basso/medio numero di cicli di carico) è necessario conoscere il valore del coefficiente efficace di Poisson del materiale, vengono impiegate tre differenti strategie. In particolare, tale coefficiente viene calcolato sia per via analitica, che per via numerica, che impiegando un valore costante frequentemente adottato in letteratura. Successivamente, per validarne l'affidabilità vengono impiegati numerosi dati di prove sperimentali disponibili in letteratura; i risultati numerici sono ottenuti al variare del valore del coefficiente efficace di Poisson. Inoltre, al fine di considerare i significativi gradienti tensionali che si verificano in presenza di discontinuità geometriche, come gli intagli, il criterio viene anche esteso al caso dei componenti strutturali intagliati. Il criterio, riformulato implementando il concetto del volume di controllo proposto da Lazzarin e collaboratori, viene utilizzato per stimare la vita a fatica di provini con un severo intaglio a V, realizzati in lega di titanio grado 5. Il quarto Capitolo è rivolto allo sviluppo di un nuovo criterio per la valutazione del danno a fatica di elementi strutturali metallici soggetti a carichi multiassiali random e alto numero di cicli. Il criterio risulta basato sull'approccio del piano critico ed è formulato nel dominio della frequenza. Lo sviluppo del criterio viene affrontato intervenendo in modo significativo su una precedente formulazione proposta da Carpinteri e collaboratori nel 2014. In particolare, l’intervento riguarda la determinazione della giacitura del piano critico, e nuove espressioni dell'angolo che lega la giacitura del piano critico con quella del piano di frattura vengono implementate nell'algoritmo del criterio. Infine, l’affidabilità del criterio viene verificata impiegando numerosi dati di prove sperimentali disponibili in letteratura.

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Pulsed Nd:YAG has been adopted successfully in welding process of thin (0.7 mm) Ti6Al4V. Laser welding of such thin sheet requires a small focal spot, good laser beam quality and fast travel speed, since too much heat generation can cause distortion for thin sheet weld. The microstructures of Ti6Al4V were complex and strongly affected the mechanical properties. These structures include: a´ martensite, metastable ß, Widmanstätten, bimodal, lamellar and equiaxed microstructure. Bimodal and Widmanstätten structures exhibit a good-balance between strength and ductility. The microstructure of pulsed Nd:YAG welded Ti6Al4V was primarily a´ martensite, which showed the lowest ductility but not significantly high strength. A heat treatment at 950 followed by furnace cooling can transform the microstructure in the weld from a´ martensite structure into Widmanstätten structure.

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Distortion is one type of defect in the weld, which is troublesome for some reasons, especially in thin plate welding. Distortion was found in fibre laser welding processing for 0.7mm thickness Ti6Al4V plate. The purpose of this paper is to understand and evaluate the effect of distortion on stress level by FEA and tensile test. A group of 0.7mm Ti6Al4V plates welded using continuous wave fibre laser. FEA models were established for fibre laser welded Ti6Al4V in abaqus 6.7. © (2011) Trans Tech Publications.

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Si tratta di una tesi svolta su diverse tipologie di provini ottenuti per Direct Metal Laser Sintering. Questi campioni sono stati provati a fatica, precisamente a flessione rotante. Per determinarne il limite di fatica è stato utilizzato il metodo Dixon. Una volta stimato questo valore sono stati svolti degli attacchi chimici per verificare la presenza di cricche e porosità. Infine, per controllare le caratteristiche descritte inizialmente dalla letteratura del materiale, sono stati sottoposti ad una prova di durezza Rockwell.

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A paradigm shift has taken place in which bone implant materials has gone from being relatively inert to having immunomodulatory properties, indicating the importance of immune response when these materials interact with the host tissues. It has therefore become important to endow the implant materials with immunomodulatory properties favouring osteogenesis and osseointegration. Strontium, zinc and silicon are bioactive elements that have important roles in bone metabolism and that also elicit significant immune responses. In this study, Sr-, Zn- and Si-containing bioactive Sr2ZnSi2O7 (SZS) ceramic coatings on Ti–6Al–4V were successfully prepared by a plasma-spray coating method. The SZS coatings exhibited slow release of the bioactive ions with significantly higher bonding strength than hydroxyapatite (HA) coatings. SZS-coated Ti–6Al–4V elicited significant effects on the immune cells, inhibiting the release of pro-inflammatory cytokines and fibrosis-enhancing factors, while upregulating the expression of osteogenic factors of macrophages; moreover, it could also inhibit the osteoclastic activities. The RANKL/RANK pathway, which enhances osteoclastogenesis, was inhibited by the SZS coatings, whereas the osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stromal cells (BMSCs) was significantly enhanced by the SZS coatings/macrophages conditioned medium, probably via the activation of BMP2 pathway. SZS coatings are, therefore, a promising material for orthopaedic applications, and the strategy of manipulating the immune response by a combination of bioactive elements with controlled release has the potential to endow biomaterials with beneficial immunomodulatory properties.

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Hydroxyapatite (HA) coatings have numerous applications in orthopedics and dentistry, owing to their excellent ability to promote stronger implant fixation and faster bone tissue ingrowth and remodeling. Thermal plasma spray and other plasma-assisted techniques have recently been used to synthesize various calcium phosphate-based bioceramics. Despite notable recent achievements in the desired stoichiometry, phase composition, mechanical, structural, and bio-compatible properties, it is rather difficult to combine all of the above features in a single coating. For example, many existing plasma-sprayed HA coatings fall short in meeting the requirements of grain size and crystallinity, and as such are subject to enhanced resorption in body fluid. On the other hand, relatively poor interfacial bonding and stability is an obstacle to the application of the HA coatings in high load bearing Ti6Al4V knee joint implants. Here, we report on an alternative: a plasma-assisted, concurrent, sputtering deposition technique for high performance biocompatible HA coatings on Ti6Al4V implant alloy. The plasma-assisted RF magnetron co-sputtering deposition method allows one to simultaneously achieve most of the desired attributes of the biomimetic material and overcome the aforementioned problems. This article details the film synthesis process specifications, extensive analytical characterization of the material's properties, mechanical testing, simulated body fluid assessments, biocompatibility and cytocompatibility of the HA-coated Ti6Al4V orthopedic alloy. The means of optimization of the plasma and deposition process parameters to achieve the desired attributes and performance of the HA coating, as well as future challenges in clinical applications are also discussed.

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Cell-implant adhesive strength is important for prostheses. In this paper, an investigation is described into the adhesion of bovine chondrocytes to Ti6Al4V-based substrates with different surface roughnesses and compositions. Cells were cultured for 2 or 5 days, to promote adhesion. The ease of cell removal was characterised, using both biochemical (trypsin) and mechanical (accelerated buoyancy and liquid flow) methods. Computational fluid dynamics (CFD) modelling has been used to estimate the shear forces applied to the cells by the liquid flow. A comparison is presented between the ease of cell detachment indicated using these methods, for the three surfaces investigated. © 2008 Materials Research Society.