MTS3000 - Il sistema per la determinazione automatica delle sollecitazioni residue usando gli estensimetri

La resistenza dei componenti strutturali è influenzata dalle sollecitazioni residue (o proprie) che esistono al loro interno, pur non mostrando alcun segno visibile. Risulta perciò essenziale rilevare le sollecitazioni proprie nei componenti. Con il metodo a foratura per determinare le sollecitazioni residue, si pratica un piccolo foro del diametro di 1,6 mm sulla superficie del pezzo e si usano gli estensimetri per misurare la deformazione risultante

La SINT Technology e la HBM offrono ambedue il sistema MTS3000 ed il necessario amplificatore QuantumX, consentendo di implementare comodamente questo processo.  Il sistema utilizza un motore passo-passo che permette la foratura a 350.000 giri/minuto. Le variazioni di deformazione generate ad ogni passo di avanzamento vengono rilevate da rosette di ER progettate specificamente per tale processo. 


Tutta la gestione del segnale avviene in modo digitale. Oltre al controllo delle funzioni del sistema, il pacchetto di software comprende quattro diversi algoritmi di valutazione per convertire le deformazioni lette in sollecitazioni meccaniche. L'intero processo di misura è controllato da PC. Ciò garantisce l'elevato grado di affidabilità di misura e l'ottima riproducibilità. 

Guardate il video sull'MTS3000:

Metodo con sollecitazione uniforme [Standard ASTM E 837-01]

Questo metodo, descritto nella norma ASTM E 837-01, si basa sull’assunto che le sollecitazioni non varino con la distanza dalla superficie del provino. Per tale ragione, questo metodo non considera la risoluzione spaziale. Ciò nonostante, allorchè le sollecitazioni residue misurate sono uniformi, questo è il miglior metodo da scegliere data la sua bassa sensibilità agli effetti degli errori di misurazione.

Metodo di Kockelmann

Il metodo di Kockelmann si basa sulla teoria che ci sia una funzione di correlazione fra la derivata della deformazione e la distribuzione della sollecitazione, espressa come funzione della profondità del foro. Il legame è formato da un paio di coefficienti (Kx and Ky), calcolato su un modello di simulazione e che mette in relazione sollecitazione e deformazione.

Da questi valori di sollecitazione è possibile calcolare le sollecitazioni principali ed il relativo angolo usando il cerchio di Mohr.

Metodo integrale

Questo metodo proposto da G. S. Schajer, fornisce un’analisi separata della sollecitazione residua ad ogni incremento della profondità del foro. In questo metodo, i contributi al totale rilascio di deformazione misurata delle sollecitazioni a tutte le profondità, sono considerati contemporaneamente partecipi nel fornire una risoluzione spaziale maggiore degli altri metodi..

Per semplificare il problema della valutazione della sollecitazione residua, Schajer propose che il campo di sollecitazione potesse essere descritto per mezzo di una funzione a gradini, il cui valore è una costante lungo le profondità parziali del foro. Usando questa ipotesi, Schajer stabilì i coefficienti numerici da usare per il calcolo. La massima profondità per cui si può usare questo metodo è di 0,5 volte il raggio medio della rosetta impiegata nella prova.

Il metodo integrale dovrebbe essere usato quando si attendono sollecitazioni residue che varino significativamente con la profondità; tuttavia esso è anche il metodo più sensibile agli errori di prova.

NUOVO ! ASTM E837-08

Esiste una nuova norma sulle sollecitazioni residue che introduce il calcolo delle sollecitazioni non uniformi. Per questo calcolo viene usato il metodo integrale e la regolarizzazione di Tikhonov può essere usata per ridurre gli errori nelle sollecitazioni calcolate, quando si impiega un notevole numero gradini di profondità del foro.

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