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DIPTEM

DIPTEM. Università di Genova Dipartimento di Ingegneria della Produzione, Termoenergetica e Modelli Matematici Gruppo di ricerca su adesivi e giunzioni innovative. DIPTEM. Potenzialità del gruppo. Prove sperimentali anche su prototipi : statiche statiche a bassa ed alta temperatura

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Presentation Transcript

  1. DIPTEM Università di Genova Dipartimento di Ingegneria della Produzione, Termoenergetica e Modelli MatematiciGruppo di ricerca su adesivi e giunzioni innovative

  2. DIPTEM Potenzialità del gruppo • Prove sperimentali anche su prototipi : • statiche • statiche a bassa ed alta temperatura • fatica (225 Hz) • creep • nebbia salina • umidità • Analisi statistica dei risultati sperimentali • Analisi strutturale • metodi analitici • metodi numerici (FEM)

  3. DIPTEM Attività di ricerca svolte • Ampia campagna sperimentale, con particolare riferimento ad adesivi epossidici e silano modificati • Prove sperimentali statiche a taglio, sia a temperatura ambiente sia a bassa temperatura (T= -50°C) • Diverse geometrie: • - le più comuni: single lap, double lap, single strap • - campione piegato a 90° e a 45°/135° • - giunti tubolari (in corso) • Successive analisi numeriche, sia in campo statistico, sia FEM

  4. DIPTEM Obiettivi delle prove a temperatura ambiente • Limitata disponibilità di dati sperimentali • Necessità di indicazioni generali relative alla variazione dei carichi di rottura in funzione di parametri geometrici significativi quali: • Lunghezza di sovrapposizione • Spessore dello strato di adesivi • Spessore degli aderendi • Combinazione di varie tipologie di adesivi con differenti tipi di aderendi

  5. DIPTEM Analisi di approfondimento • Maggiore attenzione sulle tipologie di giunti più comuni (single- lap e double-lap) • Selezione di 4 resine epossidiche diverse • Metodologia seguita: • - opportuna analisi statistica dei dati sperimentali (prove statiche a taglio) • - creazione di una superficie di interpolazione allo scopo di stimare altri carichi di rottura • - confronto dei dati stimati con risultati sperimentali derivanti da prove condotte appositamente

  6. DIPTEM Configurazioni esaminate Single-lap Double-lap

  7. Adesivi DIPTEM Materiali utilizzati 2 monocomponenti e 2 bicomponenti: M1= 9514 r= 43.9 MPa E= 3249 MPa M2= 9533 r= 33.6 MPa E= 1444 MPa B1= 3425 r= 32.7 MPa E= 2179 MPa B2= 9461 r= 27.6MPa E= 2407 MPa Aderendi Lega AA2024-T3 Re= 345 MPa, E= 70000 MPa Acciaio da carpenteria S355 Re= 355 MPa, E= 210000 MPa

  8. DIPTEM Attrezzature utilizzate per la preparazione dei campioni corretto allineamento dei lamierini spessore adesivo costante spigolo vivo alle estremità della sovrapposizione

  9. DIPTEM Procedure operative • Garanzia di : • Ripetibilità di varie operazioni (preparazione superfici, applicazione adesivo, tempo di cura, temepratura di reticolazione) • Stabilità dimensionale dei campioni • Stabilità dei parametri di prova • Normative di riferimento: • ASTM D2651: “Standard Guide for Preparation of Metal Surfaces for Adhesive Bonding” • ASTM D1002-2001: “Standard Test Method for Apparent Shear Strength of Single-Lap-Joint Adhesively Bonded Metal Specimens by Tension Loading (Metal-to-Metal)” • ASTM D 3528-98: “Standard Test Method for Strength Properties of Double Lap Shear Adhesive Joints by Tension Loading”

  10. DIPTEM Risultati

  11. DIPTEM Influenza dello spessore di adesivo SINGLE LAP ACCIAIO - spessore 1.5 mm DOUBLE LAP ACCIAIO

  12. DIPTEM Analisi statistica • Test di Student unilaterale • Livello di confidenza prestabilito (95 ÷ 99%) • Creazione di superfici interpolanti (Mathcad) (regressione “multivariate” → funzioni polinomiali → superficie interpolante) ↓ Modello previsionale per il comportamento del giunto incollato - Variabili: spessore adesivo lunghezza sovrapposizione - Parametri: aderendo spessore aderendo

  13. DIPTEM Confronto tra carichi rottura “stimati” e sperimentali Aderendo : Acciaio S355

  14. DIPTEM Prove statiche a bassa temperatura (T= -50°C) DF% = -35% ls = 12.5mm DF% = -11% ls = 5mm Adesivo 3421 DF% = -17% ls = 12.5mm DF% = -10% ls = 5mm Adesivo 3425

  15. DIPTEM DIPTEM DIPTEM Prove di piega su scatolati

  16. DIPTEM DIPTEM Prove di piega su scatolati

  17. DIPTEM DIPTEM Prove di piega su scatolati

  18. DIPTEM Prove di piega su scatolati

  19. DIPTEM Giunti ibridi incollati-saldati • PRIN 2007 • Attualmente in fase di studio i parametri di saldatura per metodologia weld- through

  20. DIPTEM Giunti ibridi incollati-saldati Flow-in Weld- through

  21. DIPTEM DIPTEM Analisi FEM Spessore adesivo = 0.5mm Spessore aderendo = 1.5 mm Lunghezza sovrapposizione = 12.5 mm Lunghezza totale campione = 190 mm

  22. DIPTEM DIPTEM DIPTEM Analisi FEM

  23. DIPTEM

  24. DIPTEM • Attrezzature disponibili • Macchine di prova Zwick e Amstler (-70°C ÷ +1100°C) • Macchina per prove di fatica Mayes • Macchina per prove di creep ATS (Applied Test System) • Metallizer Balzers Union SCD 040 • Microscopio ottico Reichert-Jung MeF3A • Microscopio stereoscopico Zeiss • Rugosimetro Taylor and Hobson • Macchine per preparazione campioni metallografici (Hot mounting press LaboPress3 eTegrapol31) • Durometri (Vickers, Rocwell, Brinell) • Microdurometri • Codici FEM (Ansys vers. 11)

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