Design and evaluation of a tensile configuration for an impact testing set-up

The present repost expose the work done to develop a new set-up for impact testing of materials at moderately high speed (above 1 m/s). The new set-up allows force measures in tensile configuration; the choice of this is justified by previous works demonstrating how this approach can be helpful in measuring material toughness. The new set-up has been designed and assembled. In order to check and validate the behaviour of the tool a set of tensile tests were performed; the results were compared with others obtained on a machine (a swing pendulum). It's shown how different are the behaviours of these machines: the reason for this is suspected to lie into the assembly which hold the specimen and the force transducer. This hypothesis has been investigated using an analogue model and ended up with the verification that the stiffness of the whole machine cannot be the reason for so clear difference. Future steps to improve the new set-up must be based on more detailed, dynamic study of the components of the assembly.

Il presente documento riassume il lavoro fatto per sviluppare un primo prototipo di un set-up sperimentale. Verrá  usato per la valutazione della tenacitá  dei materiali a veloctá  moderate (superiori ad 1 m/s). Il nuovo set-up implementa una prova di impatto a trazione, la ragione di ció sono due lavori precedenti in cui é stato mostrato come tale configurazione possa agevolare misure di forza in condizioni non quasi-statiche. Tale sistema é stato progettato, realizzato e valutato. La valutazione é stata fatta confrontando il risultati ottemuti con quelli generati usando un'altra macchina, ritenuta affidabile sulla base di anni di sperimentazione. I risultati hanno evidenziato una grande differenza nel comportamento dinamico; tale differenza si é dimostrata limitate per il nuovo set-up. Nonstante forti effetti dinamici siano presenti nelle tracce registrate con il nuovo set-up é stato possibile ottenere dei risultati confrontabili per quanto riguarda la misura della tenacitá di PMMA, sia in temini di valore medio che in termini di dipendenza dal parametro a/W. L'ultima parte del report é dedicata alla valutazione di un'ipotesi che potrebbe spiegare perché il set-up sia tanto sensibile agli effetti dinamici: questi effetti sono sempre associati a masse, rigidezze e le interazione tra i vari componenti a contatto e non. Tale studio non si é dimostrato conclusivo e lascia aperta la domanda sul nuovo set-up; ulteriori sviluppi del prototipo dovranno essere basati su un dettagliato studio delle interazioni dinamiche dei componenti, specialemte quelli che connettono il provino alla cella di carico.