Misura della forza durante l'impatto: simulazioni numeriche e prove sperimentali = Force measurement during impact: numerical simulations and experimental tests

La seguente tesi si concentra sul calcolo della forza d'impatto generata nella collisione tra un proiettile cilindrico in acciaio sparato da un cannone ad aria compressa e un bersaglio metallico. Più precisamente, l'idea è quella di indagare la possibilità di effettuare questo calcolo attraverso una cella di carico posta sul proiettile stesso, cosa che porta a notevoli problematiche relative ai cavi e al posizionamento della cella stessa. Quindi da un lato viene stimata la migliore forma e dimensione del proiettile e la migliore posizione della cella di carico in modo che la forza calcolata sia corretta e si scopre essere essenziale l’introduzione di una correzione inerziale. Dall’altro lato, viene elaborato anche un modello a doppio impatto per risolvere il problema relativo ai cablaggi: un primo impatto tra un proiettile non strumentato sparato con il cannone e un secondo proiettile strumentato stazionario posizionato molto vicino al bersaglio; questo secondo proiettile viene così messo in moto e impatta a sua volta con il target. Diventa necessario allora capire se il doppio impatto influenzi in qualche modo la forza generata nell'area della cella di carico e risulta fondamentale scegliere la giusta forma, massa e velocità del primo proiettile. In questo lavoro vengono seguiti tre diversi approcci, che si completano a vicenda: la realizzazione di simulazioni preliminari tramite elementi finiti, la ricerca e l’applicazione di un modello matematico semplificato che restituisca una forza di impatto comparabile con quella delle simulazioni, ovvero il modello di Zener, e l’organizzazione di prove sperimentali per testare il sistema a doppio impatto in un ambiente più realistico. Durante il test in laboratorio, i dati vengono acquisiti, elaborati, corretti e confrontati con quelli ottenuti attraverso l'analisi FEM.