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ANALISI DELLE TENSIONI NEI NODI ALA-ANIMA DI PROFILI PULTRUSI FIBRORINFORZATI

L’attività di ricerca sarà suddivisa nelle seguenti quattro fasi:(i) messa a punto del setup sperimentale;(ii) caratterizzazione meccanica dei provini di GFRP;(iii) esecuzione delle prove sperimentali;(iv) svolgimento dell'analisi FEM. Il setup sperimentale sarà composto dalla macchina di prova universale (Schenk 630) in dotazione presso il Laboratorio Ufficiale Prove Materiali e Strutture del Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università di Salerno, da un moderno sistema elettronico di controllo ed acquisizione dati della Zwick/Roell e da un dispositivo di afferraggio dei provini appositamente progettato dalla U.R. per l’esecuzione delle prove previste nell'ambito della ricerca proposta.L'indagine sperimentale sarà articolata in due fasi distinte: - la prima riguarderà la valutazione dello stato tensionale che si mobilita nei nodi ala-anima dei profili PFRP durante l'esecuzione di prove di "pull-out" (comportamento assiale);- la seconda riguarderà la valutazione dello stato tensionale nei suddetti nodi nel corso dello svolgimento di prove di "relative rotation" (comportamento torsionale).In particolare, le prove sperimentali riguarderanno:a) due gruppi di prove tipo "pull-out": nel primo gruppo, la forza sarà applicata nella sezione di mezzeria (Mid-Point) del campione in corrispondenza della sua ala inferiore, mentre nel secondo gruppo la forza concentrata sarà applicata nella sezione di estremità (End-Point) del provino in corrispondenza dell’ala inferiore; in entrambi i casi l’ala superiore del provino sarà vincolata per tutta la sua lunghezza attraverso il dispositivo di afferraggio;b) due gruppi di prove tipo "relative rotation" con momento torcente concentrato applicato in corrispondenza dell’ala inferiore con le stesse modalità descritte nel precedente punto i).Tutti i provini di GFRP saranno ricavati da travi pultruse in fibra di vetro di produzione Fiberline, fornite all’U.R. dalla ditta SAIMEX di Seregno (MB) aventi sezione trasversale a “I” e a "C" di altezza variabile compresa tra i 160mm e i 200mm, larghezza variabile compresa tra 80mm e 100mm e spessore variabile tra gli 8mm e i 10mm. La lunghezza dei campioni sottoposti a prova sarà variabile tra i 300 mm e i 1200mm. Il materiale composito costituente i provini sarà caratterizzato dal punto di vista meccanico attraverso l’esecuzione di specifiche prove di trazione e compressione. Allo scopo di misurare le deformazioni in corrispondenza delle giunzioni ala-anima, tutti i provini saranno strumentati incollando sulla loro superficie esterna tre estensimetri elettrici rettangolari (Vishay MM C2A-06-125LW-120 self temperature compensated strain gages).Tutte le prove saranno effettuate seguendo un protocollo in controllo di forza e registrando in continuo i valori del carico, dello spostamento e delle deformazioni mediante un sistema elettronico di controllo ed acquisizione dati (System 5100 Vishay MM). Questi ultimi saranno successivamente elaborati con il software StrainSmart.I risultati sperimentali saranno infine confrontati con quelli numerici che saranno ottenuti da un’analisi FEM 3D eseguita con il software Straus 7, in campo elastico lineare. Il modello FEM previsto sarà costruito impiegando elementi finiti "brick" ad otto nodi, di dimensioni 1mm (lx) x 1mm (ly) x 5mm (lz), per la modellazione del "roving" ed elementi finiti "plate" a quattro nodi, di dimensioni 1mm x 5mm (lz), per la discretizzazione dello strato di "mat" che riveste la superficie esterna del profilo, avente spessore costante pari ad 1mm.Si precisa infine che i risultati della presente ricerca saranno utilizzati per la verifica e la validazione delle procedure di calcolo e delle regole applicative proposte nel documento tecnico CNR-DT 205/2007 avente per oggetto le "Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Strutture realizzate con Profili Pultrusi di Materiale Composito Fibrorinforzato (FRP)".