Sintesi di una prova di frattura mediante elaborazione di immagini

Il seguente lavoro di tesi si colloca all’interno di un’ampia sperimentazione volta ad identificare i parametri caratterizzanti la frattura in un provino SENB (Single Edge Notch Bending) durante il DWTT (Drop Weight Tear Test) tramite l'elaborazione di immagini digitali.

prova frattura

L'obiettivo principale di tali studi è quello di comprendere con più precisione il fenomeno della propagazione di una frattura all'interno dei gasdotti attuali. Il materiali che sono quindi stati utilizzati in tali prove sono stati quelli tipici per la costruzione di gasdotti quali gli HSLA (High Strength Low Alloy) con particolari caratteristiche nei confronti della saldabilità e della tenacità a frattura; tipici sono gli acciai X80 e X100.

provino senbprova flessione

Il DWTT è una prova di tipo dinamica in cui un maglio impatta contro un provino fino a portarlo a rottura; i provini sono normalizzati e posizionati secondo un ancoraggio a Three Point Bending. Il limite fondamentale nell'utilizzo di tale prova come parametro di confronto rispetto alla resistenza a frattura di un metanodotto è che in quest'ultimo la sollecitazione è prevalentemente di trazione mentre in un prova DWTT il provino è sollecitato prevalentemente a flessione. L'università di Tor Vergata di Roma ha quindi proposto una metodologia alternativa utilizzando il provino SENB serrato mediante quattro bulloni a due prolunghe provviste di cuscinetti rotolanti su due basette inclinate e applicando il carico staticamente.

prova DWTT modificato

Ormai da molti anni è consolidata la validità del CTOA (Crack Tip Opening Angle) come valore puramente geometrico per determinare l'entità della frattura ed il suo evolversi. L'acquisizione dati durante la prova DWTT è stata effettuata mediante una comune fotocamera digitale da 12 Mpix ed ottenendo delle immagini con un formato a 24 bit di 4000x3000 pixel.

lembi frattura

Il programma in Matlab esegue una serie operazioni sulle immagini digitali ai fini di evidenziare meglio il bordo esterno della frattura e di riconoscere con precisione l'apice della cricca al fine di valutare il CTOA durante il procedere di tutta la prova sperimentale. Dopo aver trasformato l'immagine da RGB (Red Green Blue) in scala di grigi vengono effettuate delle operazione di analisi di immagine, viene calcolato l’apice approssimato della cricca tramite memorizzazione del primo pixel bianco ed in fine viene determinato il parametro di frattura CTOA come angolo formato dalle tangenti ai profili simmetrici. In basso è possibile osservare la ricostruzione della prova DWTT dopo l'elaborazione delle immagine tramite il software Matlab sviluppato, dove risulta sempre visibile l'angolo CTOA individuato.

Qui per vedere la tesi di laurea di Flavia Nigro.

Valerio Rossi

Valerio RossiSono Valerio Rossi e sono l'Amministratore di MeccanicaWeb.it

Sono laureato triennale con voto 110 e lode in ingegneria meccanica presso l'Università di Roma Tor Vergata e sono attualmente studente in ingegneria meccanica magistrale. La mia tesi di laurea triennale è visibile su MeccanicaWeb.it Monitoraggio del comfort vibrazionale secondo la ISO 2631: progetto e realizzazione di un dispositivo low cost con impostazione e validazione di un modello predittivo.

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