Analisi sperimentale del danneggiamento nei materiali compositi pultrusi

This thesis proposes a study on the evolution of damage in composite pultruded glass fiber reinforced polymers (GFRP) making use of different methods of investigation now rarely used. There are many techniques and methods used to monitor the evolution of damage in composites, each characterized by different strengths and weaknesses that affect the results obtained. Rarely, a specific comparison is made to test the validity and compatibility of results obtained by various techniques. The aim of this work is to study the phenomena of axial fatigue damage of a pultruded composite using the computed microtomography (μ-CT) with synchrotron radiation, the scanning electron microscopy (SEM) and the acoustic emission (AE). These research techniques were conducted on different types of samples in terms of morphology, shape and grip system for the test machine. Furthermore, they were designed and produced two testing machines (compression and tensile) to enhance visualization and detection of damage in the sample investigated with the microtomography technique.

Il presente lavoro di tesi propone uno studio sull’evoluzione del danneggiamento nei compositi pultrusi polimerici rinforzati con fibre di vetro (GFRP) sfruttando differenti metodi di indagine ad oggi poco utilizzati. Esistono molteplici tecniche e metodologie utilizzate per monitorare l’evoluzione del danneggiamento nei compositi, ognuna caratterizzata da diversi pregi e difetti che influiscono sull’esito dei risultati conseguibili. Raramente, viene effettuato un concreto confronto che permetta di verificare la validità e la compatibilità dei risultati ottenuti con le varie tecniche. L’intento di questo lavoro è studiare i fenomeni di danneggiamento a fatica assiale di un composito pultruso avvalendosi della microtomografia computerizzata (μ-CT) con luce di sincrotrone, della microscopia elettronica a scansione (SEM) e dell’emissione acustica (AE). Tali tecniche di indagine sono state condotte su diverse tipologie di provini in termini di morfologia, forma e sistema di presa per la macchina di prova. Inoltre, sono state ideate e fisicamente realizzate due macchine di prova (compressione e trazione), al fine di migliorare la visualizzazione e l’individuazione del danno all’interno del campione sottoposto ad indagine con la tecnica microtomografica.