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Prove di Charpy: il Politecnico di Milano si affida all'apparecchiatura HBM per l'acquisizione dati ad alta velocità

I ricercatori italiani del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano hanno scelto il sistema HBM GEN7t (GEN7tA) ad alta velocità per migliorare l'affidabilità e la precisione dell'acquisizione dati delle prove di Charpy.

I pendoli di Charpy vengono utilizzati nelle prove dei materiali per stabilire se un campione è fragile o duttile. La prova è standardizzata con alta velocità di deformazione per determinare l'energia assorbita da un materiale durante la frattura, quale misura della tenacità del campione.

La prova si effettua con un pendolo oscillante ed un provino di materiale intagliato. L'energia trasferita al materiale viene calcolata prima e dopo che il materiale è stato fratturato.

Dettaglio del martello

Sistema di acquisizione dati digitale per migliorare l'accuratezza delle prove

Per migliorare l'accuratezza delle prove, il Politecnico di Milano desiderava disporre di un sistema di acquisizione dati digitale capace di alte cadenze di campionamento, in modo da rilevare i segnali ad impulso sviluppati durante l'impatto fra il pendolo di Charpy ed il campione.

La digitalizzazione del pendolo di Charpy – come specificato dalla UNI EN ISO 14556 – richiede un sistema ad estensimetri applicato al meccanismo di rilascio ed un'apparecchiatura di campionamento con larghezza di banda di almeno 250 kHz. Dopo aver esaminato numerose soluzioni alternative, il Politecnico di Milano decise che il solo sistema capace di soddisfare le proprie necessità fosse il GEN7t della HBM.

Lo strumento Genesis High-Speed dispone della frequenza di campionamento di 1 MSample/s e della larghezza di banda di 250 kHz. Il Politecnico di Milano si rese conto che la capacità di interfacciare ponti interi, mezzi ponti e quarti di ponte di estensimetri rendesse il GEN7t particolarmente adatto alla digitalizzazione del pendolo di Charpy.

Si possono acquisire contemporaneamente dei segnali addizionali tramite quattro canali, mentre i ponti possono essere facilmente bilanciati usando gli appositi resistori preinstallati nel sistema. Il software Perception della HBM dispone di un'intuitiva interfaccia che guida il ricercatore nella configurazione ottimale di tutti i parametri. Ciò riduce grandemente i rischi di errore causati dalla non corretta configurazione dell'esperimento.

Nuove informazioni sul comportamento dei materiali metallici e sulla loro transizione da duttile a fragile, si può ottenere digitalizzando la prova di Charpy mentre il FATT (fracture appearance transition temperature - temperatura di transizione dell'aspetto della frattura) può essere misurato con maggior accuratezza.

Uso innovativo della prova di Charpy

Le modifiche al meccanismo di rilascio consentono di utilizzare in modo innovativo il pendolo di Charpy per prove differenti, perché la strumentazione analogica – adatta ad un solo tipo di prova – è stata trasformata in una strumentazione più versatile con maggior potenziale per la ricerca scientifica.

La configurazione del sistema
Schermata del software Perception HBM

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