Francesco ASCIONE | Progetti

FORMULAZIONE DI CRITERI DI PROGETTO E VERIFICA DEI NODI ALA-ANIMA DI PROFILI PULTRUSI

L’attività di ricerca sarà suddivisa nelle seguenti quattro fasi:(i) messa a punto del setup sperimentale;(ii) esecuzione delle prove sperimentali;(iii) svolgimento di analisi numeriche agli elementi finiti;(iv) formulazione di un criterio di resistenza e messa a punto di formule per la verifica dei nodi "ala-anima" dei profili pultrusi.Il setup sperimentale sarà composto dalla macchina di prova universale (Schenk 630) in dotazione presso il Laboratorio Ufficiale Prove Materiali e Strutture del Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università di Salerno, da un moderno sistema elettronico di controllo ed acquisizione dati della Zwick/Roell e da un dispositivo di afferraggio dei provini appositamente progettato dalla U.R. per l’esecuzione delle prove previste nell'ambito della ricerca proposta.L'indagine sperimentale sarà articolata in due fasi distinte: - la prima riguarderà la valutazione dello stato tensionale che si mobilita nei nodi ala-anima dei profili PFRP durante l'esecuzione di prove di "pull-out" (comportamento assiale);- la seconda riguarderà la valutazione dello stato tensionale nei suddetti nodi nel corso dello svolgimento di prove di "relative rotation" (comportamento torsionale).In particolare, le prove sperimentali riguarderanno:a) due gruppi di prove tipo "pull-out": nel primo gruppo, la forza sarà applicata nella sezione di mezzeria (Mid-Point) del campione in corrispondenza della sua ala inferiore, mentre nel secondo gruppo la forza concentrata sarà applicata in posizione eccentrica (Eccentric-Point) rispetto alla sezione di mezzeria del provino in corrispondenza dell’ala inferiore; in entrambi i casi l’ala superiore del provino sarà vincolata per tutta la sua lunghezza attraverso il dispositivo di afferraggio;b) due gruppi di prove tipo "relative rotation" con momento torcente concentrato applicato in corrispondenza dell’ala inferiore con le stesse modalità descritte nel precedente punto i).Tutti i provini di GFRP saranno ricavati da travi pultruse in fibra di vetro di produzione Fiberline, aventi sezione trasversale a “I” e a "C" di altezza variabile compresa tra i 160mm e i 200mm, larghezza variabile compresa tra 80mm e 100mm e spessore variabile tra gli 8mm e i 10mm. La lunghezza dei campioni sottoposti a prova sarà variabile tra i 300 mm e i 1200mm. Il materiale composito costituente i provini sarà caratterizzato dal punto di vista meccanico attraverso l’esecuzione di specifiche prove di trazione e compressione. Allo scopo di misurare le deformazioni in corrispondenza delle giunzioni ala-anima, tutti i provini saranno strumentati incollando sulla loro superficie esterna tre estensimetri elettrici rettangolari (Vishay MM C2A-06-125LW-120 self temperature compensated strain gages). Inoltre, gli spostamenti e le deformazioni dei provini saranno misurati mediante un sistema di correlazione digitale delle immagini (sistma VIC-2D).Tutte le prove saranno effettuate seguendo un protocollo in controllo di forza e registrando in continuo i valori del carico, dello spostamento e delle deformazioni mediante un sistema elettronico di controllo ed acquisizione dati (System 5100 Vishay MM). Questi ultimi saranno successivamente elaborati con il software StrainSmart.I risultati sperimentali saranno messi a confronto con quelli numerici che saranno ottenuti da un’analisi FEM 3D. Il modello FEM previsto sarà costruito impiegando elementi finiti "brick" ad otto nodi, per la modellazione del "roving" dei pultrusi, ed elementi finiti "plate" a quattro nodi, per la discretizzazione dello strato di "mat" che riveste la superficie esterna del profilo.I risultati della presente ricerca saranno utilizzati per la formulazione di un criterio di resistenza per verifica dei nodi "ala-anima" dei pultrusi ed, in particolare, per la validazione delle procedure di calcolo e delle regole applicative proposte nel documento tecnico CNR-DT 205/2007.