Test biassiale
Il test biassiale è un metodo di test meccanico specializzato utilizzato per valutare il comportamento del materiale sotto carico simultaneo in due direzioni perpendicolari. A differenza dei test uniassiali che applicano stress lungo un singolo asse, i test biassiali simulano le condizioni del mondo reale in cui i materiali spesso sperimentano forze multidirezionali, rendendolo prezioso per la progettazione di componenti strutturali e comprendere i complessi meccanismi di deformazione.
Il principio fondamentale dei test biassiali prevede che sottopone un campione a sollecitazioni o ceppi controllati lungo due assi ortogonali (in genere xey). Ciò può essere ottenuto attraverso varie configurazioni di caricamento, tra cui combinazioni di tensione di tensione, compressione di tensione o compressione a compressione. Il test misura il modo in cui i materiali rispondono a queste sollecitazioni combinate registrando parametri come le relazioni di deformazione dello stress, il comportamento di snervamento e le modalità di fallimento in condizioni di carico multi-assiale.
I tipi comuni di configurazioni di test biassiali includono il design del campione crociforme, in cui una regione centrale viene caricata in due direzioni perpendicolari utilizzando attuatori idraulici e il test di rigonfiamento, che applica pressione a un campione di foglio per indurre lo stretching biassiale. Ogni configurazione offre vantaggi unici: i test cruciformi consentono un controllo preciso dei rapporti di sollecitazione, mentre i test di rigonfiamento simulano i processi di formazione incontrati nella produzione.
I parametri chiave analizzati nei test biassiali includono la resistenza alla snervamento biassiale, che identifica il livello di sollecitazione che avvia la deformazione plastica sotto il carico combinato e la curva di limite di formazione (FLC) per i metalli del foglio, che mappa le massime varietà raggiungibili prima del necsing o della frattura. I ricercatori studiano anche gli effetti del percorso di deformazione, poiché i materiali spesso presentano comportamenti diversi nell'ambito di storie proporzionali (rapporto di stress costante) rispetto a storie di carico non proporzionale.
I sistemi di test biassiali avanzati incorporano un controllo computerizzato per mantenere rapporti di sollecitazione o deformazione precisi, insieme a tecniche di misurazione ottica come la correlazione dell'immagine digitale (DIC) per catturare modelli di deformazione a campo pieno. Queste tecnologie consentono un'analisi dettagliata di come i ceppi si distribuiscono attraverso il campione e in che modo le proprietà dei materiali si evolvono durante il caricamento multi-assiale.
I test biassiali svolgono un ruolo fondamentale in settori come automobili, aerospaziali e costruzioni. Per i produttori di automobili, aiuta a sviluppare materiali resistenti agli incidenti simulando il carico complesso sperimentato durante le collisioni. Nelle applicazioni aerospaziali, garantisce l'integrità strutturale sotto forze aerodinamiche e gravitazionali combinate. Fornendo approfondimenti sul comportamento del materiale multiassiale, i test biassiali alla fine contribuiscono a progetti più sicuri ed efficienti e selezioni di materiali per applicazioni ingegneristiche.