Metodi sperimentali innovativi e numerici per la caratterizzazione del policarbonato

The objective of this work is the mechanical characterization of polycarbonate because this is a good material for experimental stress determination and separation by photoelastic and thermoelastic measurements. The characterization is based on static test (tensile test), for the determination of viscoelastic property and stress-strain curve until rupture. Those types of tests are implemented on finites elements software to obtain numerical description of polycarbonate behaviour. The mechanical characterization moreover included new thermographic techniques for the determination of an elastic damage limit, proposed in literature by Risitano. Finally dynamic tests on compact test were done with the thermal measurements of surface temperature for the application of experimental fracture mechanics on crack tip. Those thermal results are analysed for the determination of the intensity factor by TSA (Thermal Stress Analysis); the values found are very similar to the theoretical, photoelastic and numerical ones.

L’elaborato di tesi si pone come obbiettivo quello di caratterizzare meccanicamente il policarbonato poiché è un materiale utilizzabile sia con l’indagine fotoelastica (PSA) che con quella termoelastica (TSA) per valutare gli sforzi in modo sperimentale. La caratterizzazione è stata effettuata sia attraverso prove statiche di trazione, volte alla determinazione del comportamento viscoelastico e a rottura del materiale, sia con l’implementazione di modelli agli elementi finiti. Per evidenziare il comportamento del policarbonato e per determinare i parametri del materiale, si sono confrontati i risultati relativi alle prove sperimentali e a quelle numeriche. La caratterizzazione ha compreso inoltre due metodi innovativi termografici, uno statico ed uno dinamico, per la determinazione del limite di primo danneggiamento del materiale, proposti in letteratura da Risitano. Infine si sono effettuate prove termografiche su campioni compact test per l’applicazione della meccanica della frattura sperimentale all’apice del difetto. Si sono inoltre analizzati i dati termografici per ottenere i fattori d’intensificazione degli sforzi tramite TSA (Thermal Stress Analysis) che risultano molto vicini a quelli calcolati teoricamente, numericamente e con tecniche fotoelastiche (PSA).