Caratterizzazione sperimentale e modellazione analitica di giunzioni strutturali incollate

Questa tesi tratta le giunzioni incollate strutturali, la loro caratterizzazione sperimentale e modellazione. Gli adesivi strutturali incrementano la resistenza delle giunzioni meccaniche, permettono di progettare strutture più leggere a parità di resistenza, assicurano la tenuta, evitano la concentrazione degli sforzi e gli inneschi di cricca, e permettono la giunzione tra materiali diversi (e.g. metallo-non metallo). Una particolare tipologia di adesivi è rappresentata dagli anaerobici, che vengono utilizzati per rafforzare interfacce ibride soggette a pressione (e.g. bulloni, accoppiamenti per interferenza). Il principale limite delle giunzioni incollate strutturali è la mancanza di metodologie di calcolo semplici, affidabili ed accurate che possano essere disponibili ai progettisti. La prima parte di questa tesi illustra una sistematica campagna sperimentale fino a completa rottura, in campo statico, di interfacce ibride soggette ad attrito per effetto della pressione di contatto e rinforzate tramite adesivi anaerobici. Il risultato è un modello di coesione-attrito capace di descrivere la risposta a taglio di una specifica interfaccia in funzione della pressione di contatto. In collaborazione con l’Università di Messina, è stata portata aventi una indagine aggiuntiva sulle giunzioni ibride, focalizzata sulla risposta a taglio dell’adeisvo quando è soggetto ad alte pressioni, prossime a quelle di snervamento degli aderendi. Sulla base della risposta statica, la seconda parte della tesi tratta, per la stessa tipologia di interfacce ibride, una campagna sperimentale preliminare nel campo della fatica torsionale, con particolare attenzione alla fatica a basso numero di cicli. La terza parte della tesi riguarda la caratterizzazione a taglio di incollaggi strutturali tra materiali diversi in applicazioni industriali. In collaborazione con Tellure Rôta S.p.A. (Formigine, MO, Italia), un’azienda specializzata in ruote industriali, sono stati progettati e collaudati sperimentalmente due provini (uno a trazione e uno a torsione), nel caso di giunzioni metallo-poliuretano, incollate tramite adesivo a solvente. I risulati dimostrano l’applicabilità dei provini, che sono semplici da realizzare, per la caratterizzazione di giunzioni incollate metallo-eastomero. Nello stesso contesto, sempre in collaborazione con Tellure Rôta S.p.A., i provini a trazione sono stati impegati per una nuova campagna sperimetale. Lo scopo era investifìgare come cambiano le proprietà meccaniche delle giunzioni incollate in funzione di differenti combinazioni di trattamenti superficiali, condizionamento dell’adesivo e temperatura operativa. I ridultati finali permettono di stabilire le migliori combinazioni di parametri tecnici che dovrebbero essere adottati per ottenere delle proprietà termomeccaniche prefissate. In collaborazione con Novellini SpA (Romanore, MN, Italia), un’ azienda specializzata in forniture per docce e vasche da bagno, è stato progettato apparato di test allo scopo di testare la resistenza a taglio di giunzioni metallo-vetro, incollate tramite adesivi UV, impiegate nelle cerniere dei box doccia.