Monitoraggio strutturale di materiali compositi mediante una tecnologia di rilevamento distribuito del campo di deformazione basata su fibre ottiche = Structural monitoring of composites materials using a distributed strain field sensing technology based on fiber optics

Lo sviluppo di tecnologie di rilevamento del campo di deformazione di un componente è alla base delle operazioni di controllo e monitoraggio del comportamento delle strutture durante il loro ciclo vita, per verificare che eventuali assestamenti o deformazioni non rappresentino un pericolo e per prevenire rotture catastrofiche. La disciplina che si occupa di queste valutazioni viene chiamata Structural Health Monitoring (SHM), e ha come obiettivo lo sviluppo di sensori in grado di trasmettere informazioni dettagliate sullo stato delle strutture in tempo reale. Tra le tecnologie di avanguardia nell’ambito di SHM si collocano i sistemi di monitoraggio della deformazione basati su fibre ottiche, che stanno subendo una larga diffusione. Lo scopo principale di questo lavoro di tesi consiste nel verificare l’applicabilità del metodo di rilevamento distribuito del campo di deformazione basato su fibre ottiche a provini in materiale composito utilizzando sensori fabbricati in autonomia. Il lavoro è stato sviluppato affrontando le maggiori criticità che caratterizzano questa tecnica per analizzarne gli effetti che producono sul sistema; si è inoltre cercato di comprendere e determinare le configurazioni ottimali per l’applicazione del metodo di misura. La strumentazione utilizzata per la misura consiste nel sistema ODiSi 6100, commercializzato da Luna. Tale tecnologia è stata testata su provini in materiale composito di tipo twill (con matrice epossidica e rinforzo in fibra di carbonio) in quanto offrono la possibilità di incorporare la fibra ottica al loro interno, oltre che di effettuare rilevazioni superficiali, senza apportare modifiche rilevanti alla tecnica di fabbricazione. I provini in esame sono stati sottoposti sia a test meccanici di trazione che a prove statiche in temperatura; grazie ad essi è stato possibile investigare come diversi fattori (tra cui il tipo di fibra ottica, il suo posizionamento, e il terminale) influenzino i dati ottenuti.