Misure di deformazione

Presentazione sul tema: "Misure di deformazione"— Transcript della presentazione:

1 Misure di deformazione
Corso di Misure e Diagnostica Industriale - A.A

2 Introduzione collaudo diagnostica monitoraggio controllo
Misure di deformazione vengono condotte sia per conoscere lo stato di deformazione e, quindi, di sforzo su una superficie, sia per realizzare dispositivi per la misura di forze o coppie (dinamometri, torsiometri…)… è importante avere a disposizione trasduttori per misure di deformazione al fine di poter svolgere operazioni di: collaudo diagnostica monitoraggio controllo Misure di deformazione Introduzione

3 Deformazione Nota: 1 = 10-6 (m/m)
Esistono diverse definizioni per il concetto di deformazione (Scienza delle Costruzioni) Definendo un valore medio per la deformazione, essa può essere calcolata come: Nota: 1 = 10-6 (m/m) Misure di deformazione Deformazione

4 Estensimetri Possono essere di diverse tipologie: meccanici ottici
Gli strumenti per effettuare misure di deformazione sono detti estensimetri Possono essere di diverse tipologie: meccanici ottici pneumatici acustici ferromagnetici elettrici Misure di deformazione Estensimetri

5 Esempio di estensimetro meccanico.
Esempio di estensimetro ferromagnetico. Figure tratte da: F. Angrilli, “Corso di misure meccaniche, termiche e collaudi – Gli strumenti di misura”, CEDAM Misure di deformazione Estensimetri

6 Caratteristiche dell’estensimetro:
- la costante di taratura dell’estensimetro deve essere stabile e non variare nel tempo, per effetti termici od altri fattori ambientali; - dovrebbe misurare la deformazione locale e non quella media (quindi lo spostamento relativo tra due punti molto vicini); - deve avere una buona risposta in frequenza, nel caso di misure dinamiche; - deve essere economicamente accessibile per permettere un largo impiego. Misure di deformazione Estensimetri

7 Estensimetria elettrica: concetti base
F Elemento sensibile Estensimetro incollato e isolato elettricamente Stato di deformazione piano R  resistenza del conduttore []   resistività del materiale [m] L  lunghezza del conduttore [m] A  sezione del conduttore [m2] Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

8 resistenza nominale: R  120 , 350  tolleranza: ± 1%
base Valori tipici resistenza nominale: R  120 , 350  tolleranza: ± 1% base: 0,6-200 mm materiali: costantana (lega Cu-Ni), leghe Ni-Cr, semiconduttori, altri... Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

9 ESTENSIMETRI FOTOINCISI
base di misura asse longitudinale asse trasversale terminali a filo terminali a piazzola supporto griglia segni di riferimento Figura tratta da: A. Cigada, “Appunti di estensimetria elettrica”, Città Studi Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

10 per 0,6/120 1,5/120 3/ / /120 acciaio / / /350 alluminio / / /350 per 0,6/ ,5/ / /120 acciaio Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

11 Misure di deformazione
Estensimetria elettrica: concetti base

12 2 ESTENSIMETRI Misure di deformazione
Estensimetria elettrica: concetti base

13 3 ESTENSIMETRI Misure di deformazione
Estensimetria elettrica: concetti base

14 Misure di deformazione
Estensimetria elettrica: concetti base

15 Misure di deformazione
Estensimetria elettrica: concetti base

16 incapsulati: con involucro protettivo
saldati incapsulati: con involucro protettivo Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

17 FOTOINCISIONE Disegno in grande
Proiezione su lastra fotosensibile che ricopre uno strato metallico depositato su supporto isolante Effetto della luce fissa il disegno Lavaggio mette a nudo il metallo da asportare Bagno acido asporta il metallo Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

18 GAGE FACTOR (1) La resistenza dell’estensimetro varia a causa di:
variazioni dimensionali (L, A) dello stesso, dovute alla deformazione; variazioni di resistività () dovute alla deformazione meccanica (effetto piezoresistivo). Differenziando la (1): (2) Considerando la variazione infinitesima di volume: (3) (4) Si può anche scrivere: (5) (6) Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

19 GAGE FACTOR Valore tipico: k=2 (per leghe metalliche). Ma: (6) (7)
Sostituendo nella (2): (8) Dividendo membro a membro la (8) per la (1): (9) Dunque: GAGE FACTOR Effetto dell’allungamento Effetto del mutamento di area Effetto piezoresistivo Valore tipico: k=2 (per leghe metalliche). Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

20 Sensibilità trasversale
Da quanto visto: In realtà, la variazione di resistenza nell’estensimetro dipende dallo stato di deformazione piano presente sulla superficie considerata. (*) (sforzo monoassiale) ks è normalmente trascurabile. Quindi, a causa della deformazione trasversale, calcolando la deformazione con la (*), si commette un errore: L’andamento è riportato nel grafico … Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

21 Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base
Figura tratta da: J. W. Dally & W. F. Riley, “Experimental stress analysis”, 3rd edition, McGraw Hill Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

22 APPLICAZIONE DEGLI ESTENSIMETRI
Abrasione con carta vetrata della zona di applicazione Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

23 Pulizia della zona di applicazione
Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

24 Posizionamento dell’estensimetro
Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

25 Applicazione dell’adesivo
Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

26 Applicazione dell’estensimetro
Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

27 Pressione sull’estensimetro
Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

28 Saldatura dei terminali
Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

29 Saldatura e fissaggio dei cavi
Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

30 Applicazione del protettivo
Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

31 Riassumendo: Abrasione con carta vetrata Pulitura
Posizionamento estensimetro Applicazione adesivo Applicazione estensimetro Pressione Saldatura terminali Fissaggio cavi Applicazione protettivo e isolante Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base

32 ADESIVO Adesivi ad azione rapida:
cianoacrilati: - polimerizzano in un tempo molto breve - utilizzati per prove di breve durata - utilizzati a temperatura ambiente Adesivi ad azione lenta: (utilizzati per prove di lunga durata) resine epossidiche: - aggiunta di un catalizzatore - sono termoindurenti (tempo di indurimento funzione della temperatura di utilizzo) resine fenoliche: - utilizzate a temperatura e pressione elevate Misure di deformazione Estensimetria elettrica: concetti base