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Tasso di rilascio di energia G (secondo Griffith)

Il tasso di rilascio di energia nella meccanica della frattura svolge un ruolo fondamentale per la caratterizzazione dei compositi.

Obiettivo della prova

Questo valore caratteristico viene definito come l'energia per unità di superficie necessaria alla propagazione della cricca su una distanza conosciuta. Il risultato è un valore che descrive la sensibilità della propagazione della cricca di un laminato.

Durante la misurazione viene fatta una distinzione tra i vari tipi di applicazione del carico.

  • Mode I: Opening mode
  • Mode II: Sliding mode
  • Mode III: Tearing mode.

Per la misurazione del tasso di rilascio di energia viene usato soprattutto il Modo I, descritto nelle normative ISO, ASTM e EN . Attualmente non ci sono normative per il Modo III.

La normativa ASTM descrive un metodo misto: una combinazione tra il Modo I e il Modo II in proporzioni variabili.

Mode I*Modo IIModo IIMixed mode I/II
Configurazione di provaTest Double cantilever beam
(test DCB)
Test End notch flexure
(test ENF)
Test Calibrated end loaded split
(test C-ELS)
Test mixed mode
(Test MMB)
Tipo di carico
  • apertura cricca
  • Prova di trazione
  • taglio in piano
  • Prova di flessione
  • Carico torsionale trasversale al piano del laminato
  • Combinazione Mode I e Mode II
    Carico con proporzioni variabili
  • Apertura cricca: prova di trazione
  • Taglio in piano: prova di flessione
Normative
  • ASTM D5528
  • ISO 15024
  • EN 6033 (ritirata)
  • Airbus AITM1-0005
  • Boeing BSS 7273
  • ASTM D7905
  • EN 6034
  • Airbus AITM1-0006
  • Boeing BSS 7273
  • ISO 15144
  • ASTM D6671

* Mode I: il metodo più usato

Modo II – Misurazione con dispositivo per prove SENB/ENF

Secondo il Modo II, i carichi possono essere applicati e misurati tramite le prove di flessione, trazione e compressione con provini intagliati.

La misurazione dell'indice di rilascio di energia del Modo II è standardizzata come prova di flessione. Le sollecitazioni di taglio che si verificano durante i test di flessione vengono utilizzate per propagare la cricca. I provini vengono chiamati SENB (Single End Notch Bending), un altro termine usato comunemente è ENF (End Notch Flexure). La deflessione viene misurata dalla corsa della traversa o per mezzo di un trasduttore di spostamento applicato centralmente.

Il punto iniziale di rottura è caratterizzato da una forza massima. Alla fine della misurazione il provino viene raffreddato con nitrogeno liquido e, in seguito, rotto completamente per misurare la frattura della superficie.

Mixed Mode Bending (MMB)

Il "Mixed Mode Bending" può essere utilizzato per le prove su laminati unidirezionali. Il Modo I e il Modo II vengono combinati, per cui la posizione della staffa di carico finale determina i rapporti corrispondenti dei due metodi.

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  • Product information: Dispositivo per prove G1C su compositi rinforzati con fibre PDF 2 MB
  • Product information: Kit per prove di flessione "mixed mode" PDF 254 KB
  • Brochure settore industriale: Compositi PDF 7 MB
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