Analisi termoelastica delle tensioni su materiali compositi

A causa dell’effetto termoelastico, un componente sottoposto ad un carico ciclico presenta una temperatura superficiale indicativa del primo invariante degli sforzi. Questa proprietà viene sfruttata nell’analisi termoelastica delle tensioni per ottenere immagini termiche che corrispondono ad una mappatura della distribuzione delle sollecitazioni. L’applicazione dell’analisi termoelastica a componenti in materiale composito risulta particolarmente complicata a causa dell’anisotropia del materiale, che determina un valore della costante termoelastica dipendente dalla direzione delle fibre. Una ulteriore difficoltà è individuata nella stratificazione costruttiva del materiale, che evidenzia proprietà variabili in funzione della profondità dalla superficie e che comporta dunque costanti termoelastiche variabili con la frequenza di applicazione del carico. Utilizzando un modello analitico bistrato è stato possibile interpretare i dati delle prove sperimentali, proponendo quindi una giustificazione circa la dipendenza dalla frequenza delle costanti termoelastiche misurate. Questo ha dimostrato come l’utilizzo pratico della tecnica termoelastica per l’analisi degli sforzi necessiti di costanti calibrate alla frequenza corretta: infatti le costanti teoriche ottenute dal rapporto tra i parametri termici medi del materiale composito analizzato, anche nel caso in cui siano disponibili dati affidabili, non tengono conto dell’influenza della resina superficiale che varia con la frequenza del carico di sollecitazione.