Elaborazione tramite analisi di immagine di prove meccaniche su cementi fibro-rinforzati

Il presente lavoro di tesi verte sull’analisi sperimentale di immagini relative a prove meccaniche di una struttura ad arco in materiale cemento fibro-rinforzato, atte alla misurazione degli spostamenti che avvengono sulla superficie oggetto di studio. Le analisi delle immagini relative alle prove meccaniche sono state condotte in laboratorio, dove è stata testata una struttura ad arco sottoposta a carichi ciclici crescenti di diverse entità e in diverse parti della struttura stessa. Lo studio fa seguito ad un precedente lavoro nel quale sono state effettuate le preparazioni del setup con cui svolgere le prove meccaniche e la preparazione della superficie soggetta allo studio. Si è proceduto quindi all’elaborazione post-processo dei dati per andare a caratterizzare il campo degli spostamenti rilevati. Il primo obiettivo è stata l’analisi delle immagini di deformazione della struttura, rilevate tramite l’impiego della tecnica di misurazione ottica, a non contatto, Digital Image Correlation (DIC) ed elaborate mediante il software MatchID, al fine di ricavare gli spostamenti che avvengono durante le prove meccaniche sull’oggetto in studio. Il successivo obiettivo è stato il confronto tra i dati ottenuti con il metodo DIC e le misurazioni effettuate simultaneamente tramite strumentazione a contatto (Linear Variable Differential Transformer LVDT), sensori di misurazione presenti nella struttura ad arco, validando i risultati ottenuti ed analizzando le eventuali differenze nel rilevamento degli spostamenti. I dati ricavati tramite DIC sono stati estratti per poterli elaborare e graficare interamente tramite un ulteriore software, MATLAB, che ha permesso un’analisi comparativa approfondita. Tramite il confronto con gli strumenti a contatto, si è evidenziata una sostanziale congruenza tra le due metodologie di misura utilizzate, validando l’efficacia della tecnica ottica DIC. I risultati hanno mostrato, tuttavia, che la tecnica a non contatto offre un quantitativo di informazioni superiore, in quanto ha permesso una mappatura completa degli spostamenti sull’arco, a differenza degli LVDT che, per la loro natura puntuale, non hanno permesso alcuno studio sugli spostamenti se non nei punti di applicazione degli stessi. Si è inoltre osservato come, a causa della diversa superficie dell’arco studiata nei due metodi, la DIC abbia rilevato ulteriori spostamenti, non misurabili tramite lo strumento a contatto tradizionale, ma che rappresentano un dato importante per uno studio approfondito dell’arco durante la deformazione, mostrandoci un più reale comportamento della struttura nel corso delle prove meccaniche. Entrambi i metodi infine hanno evidenziato che, nello svolgimento delle prove, l’arco ha subito un danneggiamento progressivo in seguito ad una deformazione plastica di quest’ultimo, causata dall’entità della forza applicata. È stato possibile quindi distinguere, per la diversa superficie misurata, i differenti spostamenti che la struttura ha avuto nei punti studiati, fornendo utili informazioni sulle distribuzioni delle sollecitazioni e sul comportamento trasversale dell’arco.