Validazione sperimentale di una rosetta a 6 griglie per ridurre l errore di eccentricità nella misura delle tensioni residue

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1 Validazion sprimntal di una rostta a 6 grigli pr ridurr l rror di ccntricità nlla misura dll tnsioni rsidu M. Bghini, L. Brtini, C. Santus Dipartimnto di Inggnria Mccanica Univrsità di Pisa A. Bnincasa, L. Brtlli, E. Valntini SINT Tchnolog srl Calnzano (FI) 1/21

2 Il mtodo dl foro, Hol Drilling Mthod ASTM E Standard Tst Mthod for Dtrmining Rsidual Strsss b th Hol-Drilling Strain-Gag Mthod, 28. 2/21

3 Eccntricità foro - rostta D ASTME cc. <.4D =.2mm ( D = 5.1mm) cc..5mm.1mm da compnsar 3/21

4 RESTAN MTS 3, SINT Tchnolog Sistma ottico pr la riduzion dll ccntricità 4/21

5 Compnsazion dll fftto di ccntricità, Rostta standard 3 grigli, algortimo di dtrminazion dlla Tns. Rs. ch ammtt l ccntricità com paramtro gomtrico. Influnc Functions M. Bghini, L. Brtini, L.F. Mori. Evaluating Non-Uniform Rsidual Strss b th Hol-Drilling Mthod with Concntric and Eccntric Hols. Part I. Dfinition and Validation of th Influnc Functions. Strain, 46(4), p , 21. M. Bghini, L. Brtini, L.F. Mori. Evaluating Non-Uniform Rsidual Strss b th Hol-Drilling Mthod With Concntric and Eccntric Hols. Part II: Application of th Influnc Functions to th Invrs Problm. Strain, 46(4), p , 21. 5/21

6 Rostta a 6 grigli Grigli oppost collgat in sri 6/21

7 Efftto al prim ordin dll ccntricità >, ε Δε 3 3 ε 1, = Δ ε = 3 <, ε Δε 3 3 ε 1 ε 1 7/21

8 Principio dlla rostta a 6 grigli ε = ε + ε ε 3 >, ε, ε, Δε ε 3 M. Bghini, L. Brtini, L.F. Mori. Evaluating Non-Uniform Rsidual Strss b th Hol-Drilling Mthod With Concntric and Eccntric Hols. Part II: Application of th Influnc Functions to th Invrs Problm. Strain, 46(4), p , 21. 8/21

9 Principio dlla rostta a 6 grigli Autocompnsazion dll fftto di ccntricità Grigli oppost collgat in sri M. Bghini, L. Brtini, L.F. Mori. Evaluating Non-Uniform Rsidual Strss b th Hol-Drilling Mthod With Concntric and Eccntric Hols. Part II: Application of th Influnc Functions to th Invrs Problm. Strain, 46(4), p , 21. 9/21

10 Banco a flssion pr la vrifica dl mtodo dl foro Stp motor RESTAN MTS 3 positioning and drilling quipmnt Optical microscop for ccntricit Spcimn ~ 6 mm Load cll Basmnt Pnumatic actuator E. Valntini, M. Bghini, L. Brtini, C. Santus, M. Bndtti. Procdur to Prform a Validatd Incrmntal Hol Drilling Masurmnt: Application to Shot Pning Rsidual Strsss. Strain, 21 (In Prss). 1/21

11 Tnsion monoassial di flssion di rifrimnto grid 3 dirction σ grid 2 dirction > > grid1 dirction 1.8mm σ 1mm 11/21

12 Disaccoppiamnto dformazioni rilassat di flssion z j A ciascun incrmnto di profodità si acquisisc l dformazioni rilassat con snza carico di flssion ε ( z i j F ), ε ( z ), i = 1, 2, 3 j = 1, 2,..., n i j 12/21

13 Disaccoppiamnto dformazioni rilassat di flssion ε ( z ) = ε ( z ) RS i j i j ε ( z ) = ε ( z ) ε ( z ) ε () B F F i j i j i j i i = 1, 2, 3 j = 1, 2,..., n ε,με 4 i F 3 ε ( 3 z ),με j 2 F ε ( 2 z ),με j 1 F ε ( ),με 1 z j -1 ε 1 histor histor histor ε ( ),με 1 z j ε ( ),με 3 z j ε ( ),με 2 z j Acquisition sampls 13/21

14 Risultati Rostta a 3 grigli, ccntricità prvalnt scondo la dirzion dl carico 4 σ Df. ril. Sprimntal / Atts 4 ε 1 =.6 mm =.2 mm 2 2 Rlivd strain, με ε pr. 1 ε pr. 2 ε pr. 3 ε analt. 1 ε analt. 2 ε analt Dpth, mm Snza corrzion analitica Rlivd strain, με ε pr. 1 ε pr. 2 ε pr. 3 ε analt. 1 ε analt. 2 ε analt Dpth, mm Con corrzion analitica 14/21

15 Risultati Rostta a 3 grigli, ccntricità prvalnt dir. prpndicolar al carico 4 σ Df. ril. Sprimntal / Atts 4 ε 1 =.14 mm =.7 mm 2 2 Rlivd strain, με ε pr. 1 ε pr. 2 ε pr. 3 ε analt. 1 ε analt. 2 ε analt Dpth, mm Snza corrzion analitica Rlivd strain, με ε pr. 1 ε pr. 2 ε pr. 3 ε analt. 1 ε analt. 2 ε analt Dpth, mm Con corrzion analitica 15/21

16 Risultati Rostta a 3 grigli, ccntricità prvalnt dir. prpndicolar al carico Df. ril. Sprimntal / Atts 5 σ 5 ε 1 =.22 mm =.3mm Rlivd strain, με -5-1 ε pr. 1 ε pr. 2 ε pr. 3 Rlivd strain, με -5-1 ε pr. 1 ε pr. 2 ε pr ε analt. 1 ε analt ε analt. 1 ε analt. 2 ε analt Dpth, mm Snza corrzion analitica ε analt Dpth, mm Con corrzion analitica 16/21

17 Risultati Rostta a 6 grigli, ccntricità trascurabil 4 σ 2 Rlivd strain, με -2-4 ε pr. 1 ε pr. 2-6 ε pr. 3 ε analt. 1-8 ε analt. 2-1 ε analt. 3.5 Dpth, mm ε1 =.3mm =.25 mm Nssuna corrzion analitica 17/21

18 Risultati Rostta a 6 grigli, ccntricità lvata 4 2 σ Rlivd strain, με -2-4 ε pr. 1 ε pr. 2-6 ε pr. 3 ε analt. 1-8 ε analt. 2-1 ε analt. 3.5 Dpth, mm ε1 =.23mm =.295 mm Nssuna corrzion analitica. Autocompnsazion 18/21

19 Risultati Rostta a 6 grigli, ccntricità lvata Mdia di du rostt diamtralmnt oppost 4 2 Rlivd strain, με ε1-8 ε pr. 1-1 ε pr. 2 =.23mm =.295mm ε pr =. mm Dpth, mm =. mm =.23mm =.295mm 19/21

20 Risultati Rostta a 6 grigli, ccntricità lvata Ricostruzion dlla distribuzion di tnsion 1 Tnsion di rifrimnto (flssion) 8 σ σ σ Strss, MPa ε Dpth, mm =.23mm =.295 mm 2/21

21 Conclusioni Error di ccntricità compnsabil mdiant: - comun rostta a 3 grigli, corrzion analitica - rostta autocompnsant a 6 grigli (3 coppi diamtralmnt oppost) Vrifica dlla compnsazion dll ccntricità mdiant banco a flssion, pr avr tnsion di rifrimnto Vantaggi rostta a 6 grigli: - minor tmpo smplificazion dlla prova - liminazion fattor di rischio sulla misura dll ccntricità Svantaggi - maggior ingombro dlla rostta -maggior costo 21/21