Analisi sperimentale del comportamento statico di travi sandwich mediante Digital Image Correlation = Experimental analysis of sandwich beams static behaviour using Digital Image Correlation

Il settore aerospaziale è da sempre alla ricerca di soluzioni strutturali in grado di coniugare esigenze di resistenza meccanica e leggerezza. Una configurazione tipicamente adottata è rappresentata da strutture sandwich costituite da due facce in materiale resistente distanziate e connesse da un cuore in materiale leggero. La notevole importanza di tale configurazione incoraggia una vasta attività di ricerca sia nell’ambito della modellazione analitica e numerica sia sperimentale. In questa tesi viene analizzato sperimentalmente il comportamento statico di travi sandwich tramite Digital Image Correlation (DIC), una innovativa tecnica ottica basata sul confronto e l’elaborazione di immagini catturate ad istanti successivi di deformazione. La capacità di tale tecnica di fornire misurazioni globali e non solo puntuali permette di ottenere risultati non ottenibili con i tradizionali metodi di misura. Inoltre, la grande flessibilità, la facilità di applicazione a una vasta gamma di scale, l’assenza di contatto tra strumento di misura e componente analizzato la rendono una interessante alternativa ai metodi di misura convenzionalmente utilizzati. L’analisi sperimentale è realizzata avvalendosi di un sistema DIC 3D stereoscopico. Si considerano quattro travi sandwich di diversa lunghezza caricate a prova di flessione su tre punti. Le travi risultano tozze e sono costituite da due facce metalliche spesse e un cuore in schiuma. Viene discussa la procedura di allestimento delle prove e la preparazione delle travi con particolare riferimento alla tecnica utilizzata per la deposizione del pattern, aspetto chiave dell’analisi tramite DIC. L’elaborazione delle immagini viene condotta mediante il software commerciale VIC-3D. Si determinano gli spostamenti trasversali e assiali, valutando, con riferimento a questi ultimi, la possibilità di cogliere gli effetti zig-zag peculiari delle strutture sandwich. I risultati ottenuti dall’attività sperimentale vengono comparati con quelli ottenibili numericamente mediante modelli agli elementi finiti sviluppati in PATRAN/NASTRAN. Viene effettuato, inoltre, un confronto con i metodi di misura tradizionali basati su trasduttori di spostamento LVDT.