Valutazione sperimentale della risposta strutturale di una macchina radiologica odontoiatrica

L���obiettivo del presente lavoro �� verificare l���affidabilit�� di una parte di macchina radiologica di Cefla Dentale, nello specifico del gruppo di fissaggio paziente, attraverso la valutazione sperimentale della risposta strutturale della stessa. Partendo dall���analisi dell���architettura e del funzionamento dei singoli sottosistemi del gruppo, sono stati definiti gli obiettivi (in relazione alle prestazioni desiderate) e la tipologia di prova; a seguire, si �� passati alla pianificazione dei test, comprendente l���individuazione dei parametri da monitorare per la verifica finale, la definizione dei carichi nominali, del numero di cicli di funzionamento (corrispondenti alla vita utile media) e la definizione di attrezzature idonee allo scopo specifico. L���intento �� stato quello di eseguire i test con contrazione dei tempi di prova, utilizzando come fattori di accelerazione la frequenza di funzionamento unitamente all���applicazione di opportuni sovraccarichi, con il duplice scopo di fare emergere eventuali elementi critici ma in un tempo nettamente inferiore a quello reale di funzionamento della macchina.

Sviluppo di un'attrezzatura per prove di fatica ultrasonica

Nella prima parte di questo lavoro di tesi �� stata effettuata una ricerca sullo stato dell���arte attuale delle macchine per prove a fatica con principio di risonanza. Pertanto viene riportata una descrizione delle necessit�� che portarono all���interesse verso questa metodologia di prove a fatica oltre che una descrizione delle macchine ad ultrasuoni di concezione moderna, delle loro caratteristiche e dei loro componenti tipici. Successivamente si sono riportati i dibattiti principali riguardanti la validit�� delle prove ottenute con questa tipologia di macchine. Si ��, di seguito, utilizzata la teoria classica delle onde elastiche per illustrare il principio di funzionamento della macchina. Si sono ottenute le soluzioni esatte dei campi di spostamento, deformazione e sforzo nel caso di provini o sonotrodi a sezione costante confrontando successivamente i risultati cos�� ottenuti con soluzione in ambito FEM per dimostrare la validit�� degli stessi. Lo stesso tipo di analisi �� stata effettuata anche per il provino tipico di prove a fatica, ossia il provino circolare, dove la soluzione esatta �� stata ottenuta per similitudine nel provino, catenoidale. Sono riportati un breve riassunto dei nuovi fenomeni di fatica che si sono riscontrati grazie alle possibilit�� di effettuare test in regione VHCF, laddove non era possibile con le macchine convenzionali, e le conclusioni del presente lavoro di tesi.

Prove a fatica su provini differentemente accresciuti a partire da polvere d'acciaio

Lo scopo della prototipazione rapida �� la realizzazione di prototipi destinati alle osservazioni al fine di migliorare il progetto in via di sviluppo. Tuttavia, negli ultimi anni si sta cercando di ottenere prototipi che siano gi�� di per s�� funzionali e quindi oggetti pronti all'uso. Soprattutto per i materiali metallici, si stanno sviluppando tecniche di prototipazione che tendono a diventare veri e propri processi tecnologici di produzione: una di queste �� il processo DMLS (Direct Metal Laser Sintering). La tecnologia di Sinterizzazione Laser Selettiva dei Metalli (DMLS) si realizza attraverso un processo per addizione stratificata, in cui l���utilizzo di un laser ad alta densit�� di energia permette di fondere metalli in polvere, creando il modello o il prototipo tridimensionale. La tecnologia DMLS risulta estremamente innovativa ed offre la possibilit�� di sviluppare componenti con un grado di precisione elevato e un livello di dettaglio accurato. I vantaggi di questa tecnologia sono diversi, ma il pi�� importante �� l'estrema flessibilit�� di progetto in quanto si eliminano i vincoli di fabbricazione dettati dalle tecniche di produzione convenzionali basate sull'asportazione di truciolo, dando cos�� piena libert�� di design al progettista. Un esempio di applicazione di questa tecnologia �� la costruzione di stampi per lo stampaggio ad iniezione: per poter migliorare il ciclo di produzione (in termini di tempo e quindi di denaro) �� possibile creare canali di raffreddamento interni ottimizzati con forme e traiettorie diverse dalle tradizionali rettilinee ottenute per foratura. Dunque, associando questa tecnologia con i diversi materiali disponibili in commercio, �� possibile costruire manufatti altamente customizzati e performanti a seconda delle varie esigenze. L���obiettivo di questo lavoro �� stato quello di stimare e confrontare il limite di fatica per vita infinita di tre serie di provini, ottenuti mediante il processo innovativo DMLS, accresciuti secondo la direzione verticale, orizzontale ed inclinata a 45��; in particolare si �� voluto osservare il comportamento dei provini in quest���ultimo caso, non essendoci informazioni precise in letteratura. La polvere di metallo utilizzata per la fabbricazione dei provini �� il Maraging Steel, un acciaio dalle caratteristiche meccaniche eccezionali utilizzato soprattutto nel campo aereonautico.

Caratterizzazione sperimentale di materiali compositi soggetti ad impatto sul bordo

Il materiale composito �� entrato nell���ambiente industriale rivoluzionando il concetto di progettazione delle strutture e permettendo il raggiungimento di prestazioni molto pi�� elevate, rispetto ai materiali tradizionali. Infatti, i compositi sono in grado di garantire elevata resistenza e leggerezza, propriet�� molto richieste in svariati ambiti industriali. Un suo notevole impiego �� riscontrabile nell���industria aeronautica, dove le principali case produttrici di aeromobili hanno investito un apprezzabile quantitativo di risorse economiche nella realizzazione di velivoli con una sempre maggiore percentuale di questo materiale. Il composito, nonostante ci siano testimonianze del suo utilizzo gi�� durante la seconda guerra mondiale, viene tutt���ora ritenuto ���nuovo���; questo poich�� molte delle sue caratteristiche non sono state ancora esaurientemente analizzate. Le conoscenze ad esso relative presentano ancora, infatti delle lacune, come il loro comportamento a seguito di un impatto. L���obiettivo della presente tesi �� quello di indagare, attraverso una campagna sperimentale innovativa, il comportamento del CFRP di fronte a tale problematica, prestando particolare attenzione alla casistica dell���impatto sul bordo. Su tale argomento infatti, non si hanno esempi in letteratura n�� normative a cui fare riferimento. I campioni, impiegati nel presente studio, sono stati realizzati scegliendo una configurazione cross-ply, che ben si adatta alle successive fasi della campagna. Sui provini ottenuti sono stati eseguiti gli impatti, con l���utilizzo di un pendolo di Charpy, alcuni centrali e altri laterali, con due differenti energie. Questa prima parte della campagna sperimentale �� stata svolta presso i laboratori hangar di Forl��, della Scuola di Ingegneria e Architettura dell���Universit�� di Bologna. La caratterizzazione del materiale �� avvenuta mediante prove a compressione. Il processo �� stato eseguito per verificare l���influenza che l���impatto genera sulle propriet�� meccaniche a compressione. Per poter eseguire una campagna di test ottimale, si �� vista necessaria un���attenta analisi delle varie attrezzature utilizzabili per le prove a compressione. La scelta �� ricaduta sull���attrezzatura CLC (Combined Loading Compression), la quale �� risultata essere la pi�� affidabile e maneggevole per le prove oggetto di studio. La fase relativa allo svolgimento delle prove a compressione �� stata eseguita presso i laboratori ENEA di Faenza ���Unit�� Tecnica Tecnologie dei Materiali Faenza (UTTMATF).

Valutazione dell'effetto dell'invecchiamento termico sulle propriet�� meccaniche di materiali compositi

L���obiettivo della presente tesi �� analizzare, attraverso una campagna sperimentale, gli effetti dell���invecchiamento termico su materiali compositi avanzati. Due serie di provini, ottenuti da pannelli di fibra di carbonio/resina epossidica realizzati rispettivamente con le tecniche di produzione tramite laminazione manuale e RTM (Resin Transfer Molding), sono stati condizionati in forno o in congelatore per un determinato tempo e successivamente sottoposti a test di caratterizzazione meccanica. In questo modo sono state confrontate le prestazioni delle due tecnologie al fine di verificare l���applicabilit�� del processo RTM a prodotti di alta qualit��. I campioni, impiegati nel presente studio, sono stati realizzati scegliendo una configurazione cross-ply, che ben si adatta alle successive fasi della campagna. Sui provini ottenuti sono stati eseguiti dei test di resistenza alla delaminazione tramite una pressa con supporti adattati appositamente allo scopo. Questa campagna sperimentale �� stata svolta presso i laboratori hangar della Scuola di Ingegneria e Architettura dell���Universit�� di Bologna, sede di Forl��. La caratterizzazione del materiale �� avvenuta mediante prove a flessione D2344.

Prove di caratterizzazione meccanica del legame di adesione fra FRP ed acciaio

Il progresso nella tecnica di recupero e di rinforzo nelle strutture metalliche con i polimeri fibro-rinforzati FRP (fibre reinforced polymers). 1.1 Introduzione nelle problematiche ricorrenti delle strutture metalliche. Le strutture moderne di una certa importanza, come i grattacieli o i ponti, hanno tempi e costi di costruzione molto elevati ed �� allora di importanza fondamentale la loro durabilit��, cio�� la lunga vita utile e i bassi costi di manutenzione; manutenzione intesa anche come modo di restare a livelli prestazionali predefiniti. La definizione delle prestazioni comprende la capacit�� portante, la durabilit��, la funzionalit�� e l���aspetto estetico. Se il livello prestazionale diventa troppo basso, diventa allora necessario intervenire per ripristinare le caratteristiche iniziali della struttura. Strutture con una lunga vita utile, come per la maggior parte delle strutture civili ed edilizie, dovranno soddisfare esigenze nuove o modificate: i mezzi di trasporto ad esempio sono diventati pi�� pesanti e pi�� diffusi, la velocit�� dei veicoli al giorno d'oggi �� aumentata e ci�� comporta anche maggiori carichi di tipo dinamico.

Prove di caratterizzazione meccanica e materiale di solai compositi, realizzati secondo la tecnologia costruttiva del Pannello Sandwich

Il lavoro della tesi riguarda lo studio del comportamento di solai compositi, realizzati con tre strati di materiale. Questa metodologia costruttiva li fa ricadere nella tipologia strutturale del PANNELLO SANDWICH. Sono state condotte delle prove su campioni di materiali estratti da un provino di solaio, per determinare le caratteristiche meccaniche dei materiali stessi, poi sono state condotte le prove di carico su provini di solai integri, dai quali si sono ottenuti i diagrammi carico-spostamento. Successivamente sono state applicate due teorie sui pannelli sandwich, la teoria di Pantema e la teoria di Allen, allo scopo di vedere come riescano ad interpretare il comportamento sperimentale. Infine sono stati studiati i comportamenti agli SLE in termini di tensioni e frecce, e agli SLU in termini di capacit�� portante (taglio e momento flettente) secondo quanto dettato dal D.M. 14/01/2008.

Uso integrato di prove getoecniche sismiche per la caratterizzazione del sottosuolo della Laguna Veneta

Lo studio sviluppato nella tesi fa riferimento all���ampio database sperimentale raccolto presso il sito campione di Treporti (VE), nell���ambito di un progetto di ricerca finalizzato alla caratterizzazione geotecnica del complesso sottosuolo della Laguna Veneta. Il sottosuolo lagunare �� infatti caratterizzato da una fitta alternanza di sedimenti a matrice prevalentemente limosa, dal comportamento intermedio fra sabbie e argille. Il progetto di ricerca prevedeva la realizzazione di una vasta campagna di indagini in sito, articolata in pi�� fasi e integrata da un programma sperimentale di laboratorio; nell���area in esame �� stato inoltre costruito un rilevato sperimentale in vera grandezza, continuamente monitorato con una sofisticata strumentazione per circa quattro anni, fino alla sua graduale rimozione. Il lavoro di tesi proposto riguarda l���analisi dei dati provenienti dalle numerose prove dilatometriche (DMT) e con piezocono (CPTU) effettuate a Treporti, con particolare riferimento alle prove di tipo sismico (SDMT e SCPTU) realizzate sia prima della costruzione del rilevato sia a seguito della rimozione dello stesso. Rispetto alla prove ���tradizionali���, le prove sismiche permettono anche la misura della velocit�� delle onde di taglio (Vs), la cui conoscenza �� richiesta anche dalle recenti Norme Tecniche delle Costruzioni e della quale �� possibile risalire agevolmente al modulo di rigidezza elastico a piccolissime deformazioni (G0). L���enorme database raccolto in questo sito offre tra l���altro l���interessante ed inusuale possibilit�� di mettere a confronto dati ricavati da prove dilatometriche e con piezocono relative a verticali adiacenti, svolte in diverse fasi della storia di carico imposta al sottosuolo dell���area mediante la costruzione del rilevato. L���interpretazione dei dati penetrometrici e dilatometrici �� stata fatta utilizzando i pi�� recenti approcci interpretativi proposti nella letteratura del settore. �� importante sottolineare che la possibilit�� di classificare e stimare i parametri meccanici del sottosuolo lagunare a partire da prove diverse ha permesso una valutazione critica delle procedure interpretative adottate e, in taluni casi, ha messo in evidenza i limiti di alcuni approcci, pur se limitatamente al caso specifico in esame. In alcuni casi, grazie all���uso integrato delle prove dilatometriche e penetrometriche �� stato possibile mettere a punto specifiche correlazioni alternative a quelle esistenti, calibrate sui dati sperimentali di Treporti.

Studio dell���effetto di cicli termici su materiali CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) attraverso prove di caratterizzazione statica

L���intento di questa tesi �� fornire un andamento di alcune propriet�� dei materiali compositi in fibra di carbonio, CFRP, utilizzati soprattutto nell���ambito aeronautico e navale, esposti quindi a condizioni ambientali specifiche di variazione ciclica della temperatura. Lo studio �� effettuato sulle prove di caratterizzazione statica, di compressione, flessione in tre punti e taglio interlaminare, che generano risultati sulla resistenza delle fibre e della matrice e sul modulo elastico a compressione e trazione del composito.

La sensitivit�� delle curve a fatica oligociclica rispetto alle colate di derivazione per i provini: applicazione alla caratterizzazione di un materiale per cappe di turboalternatore

In questo studio vengono riportati i risultati di prove di fatica oligociclica eseguiti su provini dello stesso materiale ottenuti con uguali processi tecnologici ma provenienti da differenti colate di metallo. Il materiale in questione �� un acciaio di elevata qualit�� frequentemente utilizzato per la realizzazione di cappe per turboalternatori. Obiettivo dello studio �� stato ricavare i coefficienti necessari per tracciare le curve di fatica del materiale, non ancora presenti in letteratura, ed infine indagare la bont�� del risultato ottenuto con un���analisi statistica delle curve e dei risultati ottenuti. Nella prima parte �� descritto l���attuale stato dell���arte e la situazione in cui si colloca il presente studio. Nella seconda parte viene fornita una descrizione dettagliata del materiale studiato, delle condizioni nelle quali sono state eseguite le prove e delle attrezzature utilizzate a tale scopo. Si conclude esponendo i risultati ottenuti, comprensivi dei confronti e delle considerazioni derivate dalle analisi statistiche eseguite.

Studio sperimentale del comportamento a fatica di calcestruzzi rinforzati con fibre sintetiche

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 cercher�� 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 �� 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 �� articolata in otto capitoli nei quali verranno evidenziate le principali propriet��, 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.