Ottimizzazione della geometria di un provino per la verifica VHCF di stent coronarici = Optimization of the specimen geometry for VHCF verification of coronary stents

La seguente tesi di Laurea Magistrale si identifica come uno studio approfondito in merito all’identificazione della miglior geometria da conferire ad un provino, al fine di effettuare verifiche VHCF su stent coronarici. Sono infatti stati effettuati altri studi in precedenza su provini dog-bone, hour-glass e a “C” ottenendo dei risultati non soddisfacenti, perciò nel seguente studio si riportano i risultati dell’analisi conseguenti all’ottimizzazione della geometria di un provino cruciforme. La principale difficoltà nella progettazione di questi provini sta nel poter riprodurre la meccanica fisiologica di un’arteria così da ritenere veritieri i risultati sperimentali. L’utilità nella realizzazione di un provino che simuli, in modo accettabile, la distribuzione di tensioni e deformazioni in uno stent posizionato all’interno di una arteria umana, non è quella di stimare esattamente la durata di ciascuna tipologia di stent tramite una semplice proporzione, bensì quella di effettuare una analisi comparativa tra vari modelli. Infatti non è corretto pensare che, sollecitando uno stent con una frequenza di 20 000 Hz all’interno di una macchina di prova, si possa emulare ciò che accade in una arteria umana sollecitata ad una frequenza di 4 ordini di grandezza inferiore. Attualmente i produttori di stent coronarici non forniscono dati accurati circa la loro durata, ma viene garantita una vita a fatica di circa 400 milioni di cicli, ovvero 10 anni. Lo scopo di questo lavoro è stato di ottimizzare i diversi parametri geometrici del provino cruciforme al fine di ottenere i seguenti obiettivi: ??- Delle tensioni massime nel componente al di sotto di un certo valore in modo da garantire una adeguata vita a fatica; ??-Una frequenza di risonanza del provino, per il modo di vibrare di interesse, compatibile con la frequenza di eccitazione della macchina di prova (20 kHz); ??-Degli spostamenti radiali, nel foro centrale del provino, uniformi e di un’entità tale da poter simulare correttamente la compressione e la dilatazione dell’arteria dovuta al flusso sanguigno; È stato necessario accettare delle tensioni nel componente poco al di sopra del limite di fatica del materiale per poter soddisfare gli altri obiettivi, in questo modo si avranno delle vite a fatica del provino dell’ordine di 10^7 cicli. In seguito alla progettazione del provino mediante l’utilizzo dei software Matlab e Ansys, si è passati alla realizzazione del provino. Ad oggi si è in attesa dei risultati sperimentali che probabilmente si otterranno nel mese di Ottobre 2020.