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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2007

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
  • PHYSICS
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE (sensing pressure changes for compensating measurements of other variables or compensating readings of instruments for variations in pressure G01D or other relevant subclasses for the variable measured; weighing G01G; converting a pattern of forces into electrical signals G06K11/00)
      • MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS (measuring human body, see the relevant places, where such exist, e.g. A41H1/00, A43D1/02, A61B5/103; measuring appliances combined with walking-sticks A45B3/08; sorting according to dimensions B07; tool-setting or drawing instruments not specially modified for measuring B23B49/00, B23Q15/00 to B23Q17/00, B43L; combinations of measuring devices with writing-appliances B43K29/08; geodetical, nautical or aeronautical measuring, surveying, rangefinding G01C; photogrammetry G01C11/00; measuring force or stress, in general G01L1/00; investigating or analysing particle size, investigating or analysing surface area of porous material G01N; measuring position, distance or direction, in general, by reception or emission of radiowaves or other waves and based on propagation effects, e.g. Doppler effect, propagation time, direction of propagation G01S; geophysical measuring G01V; measuring length or roll diameter of film in cameras or projectors G03B1/60; combinations of measuring devices with means for controlling or regulating G05; methods or arrangements for converting the position of a manually-operated writing or tracing member into an electrical signal G06K11/00; measuring elapsed travel of recording medium in recording and playback equipment, sensing diameter of record in autochange gramophones G11B; means structurally associated with electric rotary current collectors for indicating brush wear H01R39/58; indicating consumption of electrodes in arc lamps H05B31/34)
Classificazione geografica
Parole Chiave
COMPORTAMENTO MECCANICO DEI MATERIALI, MECCANICA SPERIMENTALE, METODI IBRIDI, CORRELAZIONE DIGITALE DI IMMAGINI, INTERFEROMETRIA SPECKLE

Caratterizzazione meccanica di acciai nel campo delle grandi deformazioni

Università degli Studi di Cagliari
Abstract
La caratterizzazione meccanica di materiali metallici (in particolare gli acciai) nel campo delle grandissime deformazioni (oltre strizione) è di grande interesse in molteplici applicazioni, in particolare nel campo del petrolio-gas, dove le tubazioni sono spesso soggette a grandissime deformazioni sia in fase di posa (si pensi alla tecnica del reeling) che in fase di esercizio (moto della tubazione dovuto a permafrost, frane, etc) e nell'industria automobilistica (piegatura delle lamiere). Diventa quindi importante il disporre di metodologie affidabili che consentano da un lato una corretta progettazione, in grado cioé di effettuare una stima preventiva sia del danno apportato al componente in fase di realizzazione che del margine di sicurezza residuo prima della rottura.
Gli acciai ad elevate prestazioni sono caratterizzati da un campo plastico relativamente ridotto per cui l'esigenza di una caratterizzazione affidabile del materiale diventa sempre più pressante. In particolare gli obiettivi del progetto di ricerca possono essere riassunti nei seguenti punti:

1. Identificazione di una curva tensione vera-deformazione vera affidabile anche nel campo oltre strizione.
Una curva tensione deformazione del materiale affidabile è necessaria per consentire simulazioni realistiche con i moderni metodi di calcolo. Peraltro l'insorgere della strizione, con notevoli effetti di triassialità, rende difficoltosa la >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Filippo Bertolino Università degli Studi di CAGLIARI
Obiettivo del Programma di Ricerca
Gli obiettivi del progetto possono essere riassunti nel seguente schema:

1) Identificazione di una curva tensione vera-deformazione vera affidabile anche nel campo oltre strizione

1.a) Messa a punto di metodologie di calibrazione inversa semplici (basate sulla semplice prova di trazione) ed avanzate (utilizzando misure a compo intero) Unità Operativa (UO) di Cagliari e Roma
1.b) Validazione sperimentale delle metodologie in diverse condizione di carico(monoassiale, proporzionale e non proporzionale) e diversi livelli di triassialità: UO di Roma (torsione) e Cagliari (trazione).


2) Identificazione del danno associato ad una data deformazione plastica

2.a) Identificazione, analisi e messa a punto di modelli di danno, con particolare attenzione ai modelli macroscopici ( UO di Cagliari)
2.b) Confronto dei vari modelli ( UO di Cagliari per la parte numerica, supportata da UO di Roma per i dati sperimentali)
2.c) Sviluppo di metodologie di calibrazione dei modelli ( UO di Cagliari) e confronto tra le previsioni numeriche e quelle sperimentali ( UO di Cagliari, supportata dall'UO di Cosenza)


In particolare,
- L' Unità Operativa di Cagliari>>>

Risultati parziali attesi
I risultati principali attesi dalla ricerca possono essere riassunti nei seguenti punti:

Sviluppo di metodologie affidabili di calibrazione inversa per la ricostruzione della curva tensione vera-deformazione vera.
Gli algoritmi numerico-sperimentali sviluppati dovranno consentire di realizzare simulazioni numeriche congruenti alla realtà sperimentale anche nel campo delle grandi deformazioni plastiche. I vantaggi sono evidenti: possibilità di ridurre l'attività sperimentale - al momento assolutamente necessaria - a semplici verifiche, o quanto meno di focalizzare la campagna sperimentale su di un numero limitato di possibili soluzioni.
Dal punto di vista strettamente teorico, saranno confrontati i vari modelli di incrudimento (Hollomon, Ramberg-Osgood, Ling, ...) e si individueranno quelli più adatti a questa classe di materiali.
Inoltre, come sottoprodotto dello sviluppo delle procedure di calibrazione inversa, verranno anche confrontate varie metodologie di identificazione degli errori per i metodi inversi e varie combinazioni numerico-sperimentali, permettendo di stimare, per ogni soluzione (semplice errore cumulativo rispetto alla curva carico-spostamento sperimentale, confronto tra campi superficiali di spostamento simulati e sperimentali, residui delle reazioni superficiali etc.) la relativa sensibilità agli errori, la sensibilità alla variazione dei parametri e la robustezza numerica.

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Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Danneggiamento meccanico dei materiali
Il primo modello quantitativo per un fenomeno di danneggiamento, fu proposto da Katchanov nel 1957 in un testo che tratta di fenomeni plastici [Katc57]. Tuttavia solo nel 1969 Rice e Tracey resero pubblico un modello [Rice69] che lega il danneggiamento (e l'incrudimento) a fenomeni microscopici di formazione (nucleazione), accrescimento e unione (coalescenza) di micro-cavità all'interno della matrice di leghe metalliche dal comportamento duttile. In questo modello la perdita di caratteristiche meccaniche che subiscono i materiali durante le fasi di danneggiamento viene giustificata dalla perdita di continuità all'interno della matrice metallica dovuta alla formazione di microvuoti. Le basi gettate da questo lavoro sono state importanti per lo sviluppo di due classi di modelli che ora vanno per la maggiore: il modello di Gurson [Gurs77] e le sue numerose varianti (Needleman, Tvergaard [Tver84]) ed il modello della Continuous Damage Mechanics, dovuto a J. Lemaitre e Dufailly [Lema77].
Il modello di Gurson fornisce un valore della tensione di snervamento all'evolvere della plasticizzazione in funzione dell'evoluzione di numerosi fenomeni di formazione e accrescimento di microvuoti che avvengono a livello microscopico nella matrice della lega metallica. Viene data una descrizione quantitativa della formazione delle microcavità intorno ad imperfezioni della matrice cristallina e della >>>