La prova di trazione CFRP viene spesso utilizzata per la valutazione di caratteristiche meccaniche importanti quali il modulo a trazione, la resistenza a trazione e la deformazione a rottura.
Nei compositi quali i polimeri in fibra di carbonio rinforzata, più materiali vengono incorporati in un unico componente costituito essenzialmente da due parti: una matrice legante e un rinforzo. Nel CFRP la matrice è solitamente una resina polimerica; serve a unire i rinforzi in fibra di carbonio che, a loro volta, conferiscono al sistema una rigidità e una resistenza maggiori rispetto ai materiali plastici non compositi.
Poiché il CFRP è costituito da due elementi distinti, le proprietà del materiale dipendono da questi due elementi, permettendo così di sviluppare sempre nuove applicazioni.
Negli ultimi anni, l’utilizzo del CFRP ha conosciuto una forte espansione in tutti quegli ambiti che richiedono prodotti con elevata resistenza e lunga durata: le pale delle grandi turbine eoliche, i velivoli dell’aviazione civile e militare, le auto da corsa, le protesi biomedicali sono chiari esempi dell’utilizzo corrente del CFRP. Ampiamente sfruttato dal settore elettrico ed energetico, aeronautico, ferroviario, automotive o dell’ingegneria medicale per via della sua resistenza meccanica e alla corrosione, per l’elevata coibenza termica, rigidità e leggerezza.
Di qui l’esigenza crescente di testare in modo specifico le prestazioni del sistema fibra-matrice, attraverso una serie di prove fisico – meccaniche come la prova di trazione CFRP.
Prova di trazione CFRP: metodo di prova e dati utili
La prova consiste nel sottoporre il provino di CFRP a un carico di trazione che verrà applicato gradualmente e unidirezionalmente fino alla rottura del provino stesso. Attraverso questo metodo di prova è possibile effettuare delle verifiche fondamentali per lo sviluppo e la progettazione di nuove applicazioni, quali:
- testare il grado di resistenza a trazione
- determinare il carico unitario di rottura
- effettuare una registrazione completa di come il componente reagisce alla forza di carico applicata in relazione al diagramma sforzo-deformazione.
- stabilire il tipo di deformazione con cui il CFRP a campione reagisce alla forza applicata: rottura o alterazione irreversibile.
- confrontare il carico di snervamento e la forza massima di tenuta di due campioni differenti
- individuare l’allungamento percentuale
- misurare il modulo elastico
- determinare il limite elastico.
L’importanza di tali informazioni giustifica la rilevanza delle prove di trazione su CFRP, essenziali per ottimizzare le performance di un prodotto, ridurre il time to market, avviare un processo di validazione conforme ai principali regolamenti europei e normative vigenti.
Prova di trazione CFRP: macchine di prova
Per svolgere prove di trazione consigliamo l’utilizzo di una macchina a doppia colonna serie AGX/V2 caratterizzate da una elevata rigidità strutturale. Disponibili in versione da banco e da pavimento con capacità a partire da 10 kN per arrivare fino a 600 kN.
Strumenti e sistemi di prova in evidenza
Macchine di prova universale serie AGX-V2
SHIMADZU fornisce una vasta gamma di macchine di prova universali (meglio conosciute come dinamometri) in grado di rispondere alle più svariate applicazioni
