Preliminary study of a picture frame for shear tests of composite plates

This thesis dissertation presents a preliminary study of the Picture Frame for shear tests, focusing on its application for evaluating in-plane shear properties of materials. The study begins by establishing the critical need for shear analysis and explores various in-plane shear experiments. It introduces comparisons between two primary methods for shear testing: the Bias Extension Test and the Picture Frame Test. Theoretical comparisons and experimental assessments are analyzed to ascertain their respective strengths and limitations. The chapter is dedicated to examining the Picture Frame in detail. This includes investigating different setups such as bolted picture frames, clamped configurations, and those enhanced with amplifiers. Experimental comparisons across these setups provide valuable insights into their influence on test outcomes and reliability. Furthermore, the dissertation explores unique variations within the Picture Frame Test methodology. It investigates techniques such as pre-displacement strategies, adjustments in clamping pressure, variations in plate geometries, and other experimental modifications. These explorations aim to expand the versatility and applicability of the Picture Frame Test across different material testing scenarios. An important aspect covered in this study is the comprehensive analysis of errors and limitations inherent in the Picture Frame Shear Test. Critical assessments highlight potential sources of error and their implications on test accuracy. The dissertation also identifies opportunities for future developments in the picture frame methodology, proposing strategies to mitigate current limitations and enhance its efficacy in material characterization. Through systematic analysis, theoretical comparisons, and extensive experimental observations, this dissertation contributes to advancing the understanding and practical application of the Picture Frame Shear Test as a robust tool in material science and engineering.

Questa tesi presenta uno studio preliminare del metodo Picture Frame Shear Test, concentrandosi sulla sua applicazione per valutare le proprietà di taglio nel piano dei materiali compositi. Lo studio inizia stabilendo la necessità critica dell'analisi di taglio ed esplora vari esperimenti di taglio nel piano. Introduce confronti tra due metodi principali per le prove di taglio: il Bias Extension Shear Test e il Picture Frame Shear Test. Confronti teorici e valutazioni sperimentali vengono analizzati per accertarne i rispettivi punti di forza e limiti. Il capitolo successivo della tesi è dedicato all'esame in dettaglio del Picture Frame Test. Ciò include lo studio di diverse configurazioni come cornici imbullonate, configurazioni bloccate e quelle migliorate con amplificatori. I confronti sperimentali tra queste configurazioni forniscono preziose informazioni sulla loro influenza sui risultati delle prove e sull'affidabilità. Inoltre, la tesi esplora variazioni possibili all'interno della metodologia Picture Frame Test. Indaga tecniche come strategie di pre-spostamento, aggiustamenti della pressione di bloccaggio, variazioni nelle geometrie dei pannelli e altre modifiche sperimentali. Questo studio mira ad espandere la versatilità e l'applicabilità del metodo in diversi scenari di prove test sui materiali. Un aspetto importante trattato in questo studio è l'analisi degli errori e delle limitazioni inerenti al Picture Frame Test. Le valutazioni critiche evidenziano potenziali fonti di errore e le loro implicazioni sull’accuratezza delle prove. La tesi identifica inoltre opportunità per sviluppi futuri nella metodologia del Picture Frame Test, proponendo strategie per mitigare le limitazioni attuali e migliorarne l'efficacia nella caratterizzazione dei materiali. Attraverso analisi sistematiche, confronti teorici e osservazioni sperimentali, questa tesi contribuisce a far avanzare la comprensione e l'applicazione pratica del Picture Frame Shear Test come strumento robusto nella scienza e nell'ingegneria dei materiali.