Cosa sono le misure estensimetriche?
Le misure estensimetriche sono una metodologia di analisi non invasiva, ma di indubbia velocità e precisione, utile a misurare lo stato di materiali e strutture di vario genere in condizioni di esercizio o di stress. L’utilità delle misure estensimetriche sta nel fatto che permettono di monitorare in maniera molto precisa deformazioni meccaniche dell’oggetto analizzato altrimenti non visibili dall’occhio umano.
MISURE ESTENSIMETRICHE ATTRAVERSO L’UTILIZZO DI ESTENSIMETRI ELETTRICI
Come abbiamo visto le misure estensimetriche assumono rilievo nel caso in cui la deformazione meccanica dell’oggetto analizzato risulti pressoché impercettibile ad occhio nudo, ma allo stesso tempo di notevole importanza se considerata nell’intero ciclo di vita della struttura o del materiale. Per tale ragione le misure estensimetriche vengono compiute mediante l’utilizzo di estensimetri elettrici, dei sensori che permettono rilevazioni infinitesimali sfruttando la legge di Ohm per la quale la resistenza elettrica di un filo aumenta all’aumentare della lunghezza ed alla riduzione della sezione. Mediante gli estensimetri, inoltre, possono essere misurate deformazioni elastiche e plastiche su qualsiasi materiale; è solo richiesta una preparazione della superficie in corrispondenza della zona dove viene installato l’estensimetro.
Questo tipo di misura si presta inoltre all’analisi di deformazioni anche alle basse ed alte temperature ed in ambiente ostile.
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APPLICAZIONI ESTENSIMETRI ELETTRICI NELLE MISURE ESTENSIMETRICHE
L’estensimetro elettrico è composto essenzialmente da una resistenza elettrica. Applicando una forza, la deformazione media è determinata attraverso la misura della variazione di resistenza elettrica subita dalla griglia dell’estensimetro installato sul componente da analizzare mediante la relazione:
ε=1/K 1R/R0 dove K
è il fattore di taratura dell’estensimetro ed R ed R0 sono rispettivamente la resistenza finale ed iniziale dell’estensimetro installato. Una volta ottenuto il valore di deformazione è possibile ricavare la tensione in base alle relazioni costitutive dei materiali. Questo è il procedimento generale che permette di rilevare misure estensimetriche in un’unica direzione.
Estensioni del processo generale per misure estensimetriche più complesse
L’adozione del metodo generale per le misure estensimetriche è di indubbia utilità, ma limitato alla sola rilevazione di deformazioni meccaniche mono-direzionali. Per poter analizzare il comportamento in tutte le direzioni, che è il caso pià frequente, è necessario utilizzare le rosette estensimetriche. La rosetta estensimetrica è l’insieme di più griglie estensimetriche, elettricamente indipendenti, disposte su di un unico supporto ed opportunamente orientate tra di loro.
Campo di applicazione delle misure estensimetriche
Le misure estensimetriche sono importanti per tutta una serie di valutazioni relative al funzionamento di strutture a regime o soggette a particolari sollecitazioni, per garantire la sicurezza delle stesse, per compiere analisi progettuali preventive o in corso d’opera o più in generale per:
- Analisi sperimentale delle tensioni
- Analisi delle tensioni residue
- Misura della coppia torcente e delle vibrazioni torsionali
- Analisi modale sperimentale
- Analisi dinamica delle sollecitazioni
- Cicli indicati su compressori alternativi ad alta pressione
- Recipienti in pressione
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