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Dissertations / Theses on the topic 'Compositi'
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1
MADAU, FRANCESCO. "Compositi autodiagnosticanti nanostrutturati." Doctoral thesis, Università degli Studi di Roma "Tor Vergata", 2013. http://hdl.handle.net/2108/203237.
Full text
2
Valorosi, Filippo. "Compositi lana-geopolimero: produzione e caratterizzazione." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amslaurea.unibo.it/9900/.
Full textAbstract:
Lo scopo di questo lavoro sperimentale ha riguardato l’ottimizzazione del processo di produzione di materiali compositi ecocompatibili per pannellature con proprietà termoisolanti e resistenza al fuoco, già oggetto di brevetto CNR. Questi compositi sono ottenuti miscelando fibre di lana di scarto in una matrice geopolimerica. Le fibre di lana, a base di cheratina, vengono parzialmente attaccate dalle soluzioni alcaline portando al rilascio di ammoniaca e a una degradazione del materiale. Questo fenomeno, che si verifica in modo non sistematico, è tanto più marcato quanto maggiori sono le dimensioni dei manufatti prodotti, in quanto aumenta il tempo in cui le fibre di lana rimangono nell’ambiente acquoso alcalino. Il fattore di scala risulta quindi essere determinante. È stata pertanto investigata la degradazione delle fibre di lana in ambiente acquoso alcalino necessario alla sintesi della matrice geopolimerica. Sono stati anche valutati diversi trattamenti volti a velocizzare l’essiccamento del composito e fermare contestualmente il rilascio di ammoniaca, quali: aumento dei tempi e delle temperature di postcura, vacuum bagging e liofilizzazione (freeze drying).
3
D'Angelo, Emanuele. "(Nano)-compositi avanzati a matrice epossidica." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2014. http://amslaurea.unibo.it/7646/.
Full textAbstract:
I materiali (nano)compositi, unendo al loro interno le prestazioni dei loro componenti, che in alcuni casi possono addirittura agire sinergicamente sviluppando nuove proprietà non appartenenti alle singole fasi isolate, appaiono come una risposta ottimale alle nuove esigenze che richiedono materiali performanti dal punto di vista meccanico e sempre più dotati di funzionalità aggiuntive. È noto come l’uso di nanocariche consenta non solo di migliorare le proprietà meccaniche, ma di aggiungere proprietà funzionali di varia natura. In questo lavoro di tesi si sono quindi valutate due tipologie di nanocariche, grafene e organoclay (ritardante di fiamma), come modificatori di una matrice epossidica commerciale. La stessa matrice è stata utilizzata anche per produrre compositi contenenti fibra di carbonio riciclata da pirolisi, con la prospettiva futura di unire i processi e ottenere compositi da fibra di riciclo e matrice multifunzionale.
4
RUSCITO, GIOVANNI. "Materiali compositi a matrice polimerica autodiagnosticanti." Doctoral thesis, Università degli Studi di Roma "Tor Vergata", 2010. http://hdl.handle.net/2108/1226.
Full textAbstract:
L’attività di ricerca svolta è stata focalizzata sullo studio e la realizzazione di Materiali Autodiagnosticanti: ovvero materiali con la duplice funzione strutturale e di sensore.
I materiali scelti per questo scopo sono compositi a matrice polimerica, dato il loro vasto campo applicativo e la loro grande versatilità. Il materiale realizzato consta di due parti fondamentali: il rinforzo strutturale costituito da fibre di vetro in resina epossidica e l’elemento sensibile costituito da una fase elettricamente conduttrice in carbonio in forma di fibre lunghe unidirezionali o nanoparticelle o nanofibre disperse nella resina epossidica. I compositi ibridi, realizzati in forma di tondini mediante un processo di pultrusione manuale, sono costituiti dall’elemento sensibile interno coassialmente rivestito di vetroresina. In tutti i casi l’efficienza dell’autodiagnosi è stata valutata correlando la variazione di resistenza elettrica della fase conduttrice con il carico e/o la deformazione applicati all’intero composito.
Per ciascun tipo di elemento sensibile sono stati indagati aspetti precisi:
1. nel caso degli elementi sensibili in fibra di carbonio unidirezionali ci si è particolarmente soffermati sull’influenza della quantità di vetro esterna sulle proprietà di autodiagnosi;
2. nei provini con elementi sensibili realizzati con nano-particelle e nanofibre di carbonio in resina epossidica si è indagato l’effetto della tipologia di particelle impiegate (area superficiale, dimensione, aspect ratio, ecc.) sulle proprietà di conducibilità elettrica e di autodiagnosi.
I risultati dei sensori con fibra di carbonio hanno evidenziato che questo tipo di materiale non è particolarmente adatto ad una funzione di monitoraggio continuo della sollecitazione, bensì ha interessanti applicazioni quale “sensore di guardia” con comportamento tipo “on-off”. Ciò a causa del particolare meccanismo di conduzione che consente sempre un cospicuo passaggio di corrente fino alla rottura delle fibre di carbonio. La ricerca ha evidenziato che tale comportamento di guardia può essere influenzato dalla quantità di vetro che riveste l’elemento sensibile. In particolare, l’attivazione del segnale di guardia (resistenza elettrica pari ad infinito) può essere anticipato rispetto alla rottura finale del composito aumentando la quantità di vetro.
I sensori realizzati con nanoparticelle di carbonio hanno invece mostrato grande capacità di monitoraggio in continuo, e ciò a causa del fatto che in questi sistemi la conducibilità elettrica è associata ad un modello percolativo. All’aumentare del carico (e quindi della deformazione) del materiale, le particelle conduttrici vengono progressivamente allontanate le une dalle altre consentendo di registrare un graduale e continuo aumento della resistenza elettrica. In questi sistemi, tuttavia, la natura, morfologia, dimensione, area superficiale, ecc. delle nano-particelle influenzando notevolmente la formazione del network percolativo, influenzano conseguentemente anche le proprietà di autodiagnosi. Le particelle ad elevata area superficiale hanno mostrato le migliori proprietà di autodiagnosi.
Nel passaggio dalle nanoparticelle alle nano-fibre di carbonio non ha portato i miglioramenti attesti. Questo particolare sistema è stato indagato in quanto consente teoricamente di ottenere buona conducibilità elettrica con minore quantitativo di carica grazie all’elevato aspect ratio delle nanofibre, tuttavia la manifattura degli elementi sensibili è risultata estremamente complessa. Le nanofibre commerciali, infatti, vengono fornite in forma di aggregati micrometrici e che necessitano lunghe manipolazioni con solventi per essere disaggregati. Tali operazioni, possibili con limitate quantità di materiale, sono invece molto difficoltose e delicate quando applicate a sistemi più grandi quali la pultrusione impiegata per realizzare i materiali di questa sperimentazione. I sensori ottenuti in nano fibra di carbonio, frutto di un compromesso tra il livello di dispersione delle nanofibre nella resina e la processabilità, hanno dimostrando proprietà di autodiagnosi molto simili a quelle delle particelle di carbonio con area superficiale bassa, assai poco soddisfacenti.
I materiali risultati più idonei alle funzioni di autodiagnosi, ovvero quelli con elemento sensibile in nanoparticelle di carbonio ad elevata area superficiale, sono stati poi provati in condizioni pratiche di esercizio, quali rinforzi strutturali in travi di calcestruzzo. I risultati hanno mostrato che i materiali realizzati conservano le proprietà di autodiagnosi sotto carico anche se inseriti in sistemi massivi come il calcestruzzo e che, inoltre, grazie alla loro sensibilità è stato possibile monitorarne anche la fase di presa ed indurimento.The research carried out was focused on the study and production of Composite Smart Material: materials with the dual function: structural and sensor. The materials chosen for this purpose are polymer matrix composites, due to their vast application field and their versatility. The material produced consists of two basic parts: the structural reinforcement consists of glass fibers in epoxy resin and the sensible element consists of a phase-sensitive electrically conductive carbon in the form of unidirectional long fibers or nanoparticles or nanofibers dispersed in epoxy resin. The hybrid composite, realized in the form of rods by a process of pultrusion manual, consisting of the element sensitive internal coaxially coated fiberglass. In all cases the efficiency of smart properties was assessed by correlating the change in electrical resistance of the phase conductor with the load and / or deformation applied to the entire composite. For each type of sensor element have been investigated specific aspects: 1. in the case of sensitive elements in carbon fiber unidirectional one is particularly dwelt on the influence of the amount of exterior glass on the properties of self-diagnosis; 2. in samples with sensitive elements made of nano-particles and carbon nanofibers in epoxy resin was investigated the effect of the type of particles used (surface area, size, aspect ratio, etc..) on the properties of electrical conductivity and self-diagnosis. The results of the sensors with carbon fiber have shown that this type of material is not particularly suitable for continuous monitoring function of the stress, but has interesting applications such as "Sensor Guard" behavior such as "on-off". This is because of the particular mechanism that allows always run a large current passing through rupture of carbon fibers. Research has shown that this behavior may be influenced guard by the amount of glass that covers the sensing element. In particular, the activation of the signal call (electrical resistance equal to infinity) may be faster than the final break of the composite by increasing the amount of glass. The sensors made of carbon nanoparticles have shown great ability but continuous monitoring owing to the fact that in these systems, the electrical conductivity is associated with a percolation model. Increasing load (ie deformation) of the material, the conductive particles are gradually removed from each other allowing you to record a gradual and continuous increase in electrical resistance. In these systems, however, the nature, morphology, size, surface area, etc.. of nano-particles significantly influence the formation of the percolation network, thus also affecting the properties of self-diagnosis. Particles with high surface area showed the best properties of self-diagnosis. In the transition from nanoparticles to nano-carbon fibers did not lead to improvements attests. This particular system has been investigated theoretically since it allows to obtain good electrical conductivity with less quantity of charge thanks to the high aspect ratio of nanofibers, but the manufacturing of the sensing elements was extremely complex. The nanofibers trade, in fact, is provided in the form of aggregated micro and requiring lengthy manipulations with solvents to be broken. Such operations, possibly with small amounts of material, are very difficult and sensitive when applied to larger systems such as pultrusion designed to produce the materials of this trial. The sensors obtained in nano carbon fiber, a compromise between the degree of dispersion of nanofibers in the resin and processability, showed properties very similar to the self of carbon particles with low surface area, not very satisfactory. The materials are more appropriate to the functions of self-diagnosis or those with sensitive element in nanoparticles of carbon with high surface area, were then tested in practical conditions of operation, such as structural reinforcement in concrete beams. The results showed that the materials remain the property of self-made load even if incorporated into systems such as the massive concrete and that, furthermore, due to their sensitivity has been possible to also monitor the stage setting and hardening.
5
Toni, Federica. "Invecchiamento di materiali compositi: effetto del tempo." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017.
Find full textAbstract:
Il presente elaborato propone lo studio degli effetti dell'invecchiamento termo-ossidativo sulla resistenza interlaminare e sulla temperatura di transizione vetrosa di materiali compositi a matrice polimerica rinforzata da fibre di carbonio (CFRP), in particolare ricerca una correlazione fra la perdita di peso e la perdita delle proprietà meccaniche. I materiali analizzati sono di tre tipi: uno pre-impregnato e due ottenuti per infusione di resina (RTM), con stessa forma ma diversa formulazione della resina epossidica. I test sono stati effettuati seguendo gli standard ASTM. I provini sono stati invecchiati a diverse temperature e per diversi tempi, rispettivamente a 180°C, 200°C, 220°C, 240°C e 24, 72 e 168 ore.
I risultati dei test mostrano che la perdita di peso dovuta al processo di invecchiamento non influisce in modo decisivo sulla resistenza a taglio interlaminare se non alle alte temperature vicine e al di sopra della temperatura di transizione vetrosa e ad elevati tempi, e che quindi a temperature più basse la degradazione meccanica è dominata da altri fenomeni di tipo fisico e chimico.
6
Ciccone, Francesco. "Analisi del taglio interlaminare in materiali compositi." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017.
Find full textAbstract:
Nel settore aeronautico il materiale più largamente utilizzato è stato l’alluminio; la ricerca scientifica ha prodotto molti test riguardo a questo particolare metallo e le sue proprietà risultano largamente note.
Dagli anni 70 però è entrata in scena la fibra di carbonio, risultando un materiale di utilizzo molto vantaggioso sia per la sua leggerezza, fondamentale per il peso finale degli aerei, sia per le sue proprietà meccaniche, che gli consentono di avere enormi resistenze ai carichi applicati.
Ovviamente gli studi condotti sull’alluminio sono stati fatti riguardo la trazione. All’inizio anche i compositi sono stati studiati a trazione, producendo però un'enorme quantità di dati che purtroppo si sono verificati poco interessanti, al contrario invece degli studi condotti sulla compressione. Questo perché, come si è capito in seguito, i materiali compositi lavorano in maniera differente dall’alluminio e dagli altri metalli.
L’obbiettivo del seguente lavoro è proprio quello di studiare il taglio interlaminare prodotto dalla compressione su materiale in fibra di carbonio. Più nel dettaglio, questa tesi segue un precedente studio condotto dalla dottoressa Monica Damiani, dove i provini in fibra di carbonio sono stati testati analizzando il loro comportamento a fatica. I risultati hanno quindi prodotto la curva S-N o anche detta di Woehler. Analizzando tale curva però, si è riscontrato un dubbio riguardo la precoce rottura di alcuni provini testati applicando il 70% del carico massimo. Tale rottura è avvenuta anche prima di quella dei provini testati all’80% del carico massimo.
Quindi lo studio seguente è stato quello di riproporre il test a fatica su altri provini dello stesso materiale, applicando anche questa volta il 70% del carico. Successivamente si sono analizzati i dati ricavati, facendo un confronto con quelli precedenti, cercando di dare possibili soluzioni al problema.
7
Cuoghi, Valentina. "Studio di catalisi termoattivate per compositi poliuretanici." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2012. http://amslaurea.unibo.it/4388/.
Full textAbstract:
One of the key processing parameters in thermoset composites manufacturing is to have an optimum balance between open time and cure time. Long open times followed with a fast cure profile (also referred as snap cure or “hockey stick” shaped profiles) are required on applications like Pultrusion, Filament Winding, Resin Transfer Molding (RTM) and Infusion. In this work, several factors affecting the reactivity of a base line polyurethane formulation were studied. The addition of different components such as internal mold release agents, cross-linker, polyols having different molecular structure and isocyanates having different functionality were studied. A literature search was conducted to identify the main catalyst packages existing in the market. The reactivity of catalyst based on tertiary amines, orgamometallic salts, and co-catalyst of amine-organometallic complexes was characterized. Addition of quelants agents such as thioglycerol and acetyl acetone to delay the catalyst activity were also considered. As a consequence of this work a vast reactivity map was generated. This should guide the formulation designer in future product generations for the further development of the mentioned applications. Recommendations on measurements systems and further areas of exploration are also given.
8
Bastardi, Tommaso. "Valutazione della resistenza all’impatto di laminati compositi." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019. http://amslaurea.unibo.it/18572/.
Full textAbstract:
Nel presente lavoro di tesi è stato studiato il comportamento all’impatto di laminati compositi di varia natura, valutando il danneggiamento ad impatti a bassa velocità. Il comportamento dei diversi campioni è stato osservato prendendo come riferimento un laminato in fibra di carbonio e resina epossidica. Al fine di studiare e migliorare la risposta dei materiali a questo tipo di sollecitazioni sono stati utilizzati diversi approcci: introduzione di strati eterogenei di natura differente e uso di tessuti ibridi (fibre di carbonio e fibre polimeriche). I campioni sono stati quindi sottoposti ad impatti a diversa energia, con lo scopo di valutare l’energia assorbita e la loro deformazione. I provini danneggiati sono stati quindi sottoposti ad analisi di caratterizzazione microscopica, termica e meccanica.
9
Mancini, Nicola. "Sviluppo di laminati compositi sensorizzati tramite membrane nanofibrose." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019. http://amslaurea.unibo.it/18124/.
Full textAbstract:
Tra le principali problematiche che affliggono i laminati compositi vi è il cedimento per delaminazione, ovvero il distacco delle lamine costituenti, a seguito delle sollecitazioni meccaniche cui il componente è sottoposto durante la vita d’uso. È di estrema importanza che tale effetto negativo, oltre ad essere minimizzato, venga opportunamente rilevato al fine di intervenire prima che avvenga il cedimento strutturale, evitando danni a persone e cose. Quindi la ricerca di sistemi per il monitoraggio dell’integrità strutturale (Structural Health Monitoring, SHM) è di grande interesse industriale. L’obiettivo del presente lavoro di tesi riguarda l’applicazione di nuovi materiali in laminati compositi con lo scopo di rendere possibile il monitoraggio dell’integrità strutturale del materiale.
10
Pampanini, Marco. "Caratterizzazione di materiali compositi rinforzati con fibra naturale." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2020. http://amslaurea.unibo.it/22101/.
Full textAbstract:
Questa tesi si pone l'obiettivo di studiare e caratterizzare materiali compositi rinforzati con fibra di lino, con particolare attenzione rivolta al confronto tra due diversi tessuti pre-impregnati in resina epossidica.
Questi materiali stanno avendo una grande importanza in settori come quello automotive, dove la loro leggerezza e le proprietà meccaniche discrete si stanno facendo spazio tra le ormai usatissime fibre di carbonio e di vetro. Inoltre, il fattore principale per cui molte organizzazioni sportive e produttori di veicoli sono interessati a questi materiali, è sicuramente quello ambientale, vista la sostenibilità della catena di produzione del lino.
Approfondita questa tematica, vengono presentate le normative ASTM utilizzate per la caratterizzazione del materiale composito, ovvero test di trazione, taglio in piano, compressione e taglio interlaminare ILSS; queste prove sono essenziali per ottenere informazioni sulle proprietà meccaniche necessarie in fase di progettazione e per determinare, quindi, il campo di applicazione del materiale.
Viene, poi, presentato il ciclo di produzione dei provini oggetto dei test, sono esposti i relativi risultati e sono svolte analisi calorimetriche e termogravimetriche, con lo scopo principale di ottenere la temperatura di transizione vetrosa del composito reticolato, in seguito ad un ciclo di cura in autoclave.
Infine, viene esposto il confronto tra i risultati ottenuti, in seguito alle prove, dai due materiali presi in esame.
11
Falaschetti, Maria Pia. "Caratterizzazione meccanica di materiali compositi mediante attrezzatura CLC." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2013. http://amslaurea.unibo.it/6310/.
Full textAbstract:
L'obiettivo della tesi è diradare, almeno parzialmente, le incertezze che potrebbero essere presenti nella caratterizzazione a compressione di materiali compositi.
Per quanto concerne la compressione, in un primo momento, non essendo ritenuta una caratteristica troppo rilevante, si considerava che il materiale composito avesse proprietà equivalenti a quelle in trazione. Solo successivamente, dai primi anni ’70, si sono iniziate ad indagare in modo approfondito e mirato le proprietà meccaniche a compressione di tali materiali. Si sono sviluppati e normati nel tempo vari metodi che vengono classificati in base al modo di applicazione del carico sul provino.
Ci si è quindi proposti, basandosi anche sulle richieste mosse dalla Scuderia Toro Rosso di Faenza, di determinare, dopo aver analizzato tutti i vantaggi e gli svantaggi di ciascuna metodologia, quella migliore a cui attenersi per tutte le prove di compressione che seguiranno. A tale scopo, dopo una attenta e approfondita analisi dei vari metodi di prova, si è scelto di utilizzare il Combined Loading Compression (CLC) Test Fixture: attrezzatura leggera e molto compatta, che dimostra una affidabilità dei risultati superiore alle altre tecnologie. Si è, inoltre, deciso di testare laminati non unidirezionali, evitando così molte problematiche quali, ad esempio, quelle dovute all’utilizzo di tabs o al possibile insorgere di microbuckling delle fibre. Si è risaliti, poi, al valore di resistenza a compressione della lamina unidirezionale attraverso il metodo di calcolo indiretto del Back-Out Factor (BF). Di tale metodo si sono indagate le basi teoriche, a partire dalla teoria classica dei laminati, e si sono ricavate le formule necessarie per l'applicazione pratica sperimentale.
Per quanto riguarda la campagna sperimentale, svolta presso i laboratori ENEA di Faenza – Unità Tecnica Tecnologie dei Materiali Faenza (UTTMATF), sono stati realizzati 6 laminati di materiale composito, ognuno con differente sequenza di laminazione e percentuale di fibre nelle diverse direzioni. Due laminati sono stati ottenuti impilando lamine unidirezionali preimpregnate, in modo da ottenere una configurazione cross-ply (0°\90°), due in configurazione angle-ply (0°\90°\±45°) e due materiali unidirezionali (0° e 90°).
Da questi 6 laminati sono stati ricavati 12/13 provini ciascuno. I provini cross-ply e angle-ply sono stati testati per ricavarne la resistenza a compressione, da cui, poi, risalire a quella della lamina unidirezionale a 0° mediante il BF.
Dal confronto dei risultati ottenuti attraverso l'applicazione combinata di CLC e Back-Out Factor, con i dati riportati nel datasheet ufficiale, si è avuta conferma dell'affidabilità della metodologia scelta.
Per quanto concerne l'elaborazione dei dati ricavati dalle prove sperimentali, è stato utilizzato un opportuno programma realizzato con il software Matlab. Con l'estensione GUI, poi, è stata creata un'interfaccia grafica per agevolare la comprensione delle fasi di elaborazione anche ad un utente non esperto.
12
FRAGAPANE, Salvatore. "SVILUPPO DI COMPOSITI STRUTTURALI IBRIDI PER APPLICAZONI AERONAUTICHE." Doctoral thesis, Università degli Studi di Palermo, 2014. http://hdl.handle.net/10447/91304.
Full textAbstract:
La sempre crescente richiesta nell’ambito della progettazione strutturale
aeronautica/aerospaziale di materiali aventi elevate perfomance meccaniche, ha determinato
negli ultimi decenni la diffusione dei materiali compositi a matrice polimerica (Polymer
Matrix Composites, PMCs) rinforzati prevalentemente con fibre di vetro, aramide e di
carbonio (Fiber Reinforced Plastic, FRP). Le principali limitazioni nell’uso di tali compositi
sono dovute all’elevata sensibilità agli agenti ambientali ed alle basse temperature di
esercizio; inoltre, tali materiali mal sopportano l’esposizione al fuoco e ciò per via della facile
incendiabilità non solo della matrice ma anche delle fibre (aramide e carbonio).
Al fine di mettere a punto un composito che unisca alle performance strutturali dei PMCs, una
buona resistenza alle alte temperature e soprattutto alla esposizione al fuoco, nella presente
tesi si è studiato l’uso di un composito ibrido costituito da un laminato CFRP unito a lamine
di composito a matrice ceramica (Ceramic Matrix Composite, CMC).
In questo ambito, infatti, i compositi ceramici per applicazioni strutturali e i ceramici
avanzati, rivestono un particolare interesse poiché potenzialmente forniscono superiori
caratteristiche di resistenza alle sollecitazioni meccaniche in condizioni di elevate temperature
e ambienti particolarmente aggressivi. Ciò nonostante, l'utilizzo dei ceramici in ambito
strutturale è in generale limitato da una ridotta affidabilità connessa alla variabilità della
resistenza meccanica e da una bassa tenacità di questi materiali.
Questo aspetto viene considerevolmente ridotto utilizzando i CMCs, costituiti da una matrice
ceramica atta a resistere ad alte temperature e fibre di rinforzo, anche esse in ceramico, che
consentono di ottenere buone caratteristiche strutturali e di resistenza al fuoco ed alle alte
temperature.
Grazie alla loro leggerezza, resistenza meccanica ed alle alte temperature, i CMCs sono
particolarmente adatti all’utilizzo in ambito aeronautico ed anche spaziale; ma anche in
applicazioni meccaniche come componenti per turbine, bruciatori, motori, forni, scambiatori
di calore, per utensili da taglio e formatura.
Tra i CMCs, si distinguono essenzialmente quelli a base di SiC e quelli a base di ossidi
(allumina); questi ultimi hanno il vantaggio di una maggiore stabilità in ambienti aggressivi e,
cosa non trascurabile, hanno costi decisamente inferiori rispetto ai primi a base di SiC,
sebbene siano caratterizzati da ridotte proprietà meccaniche.Scopo della presente tesi di dottorato di ricerca è lo sviluppo mediante analisi teorica,
numerica e sperimentale di compositi ibridi PMC-CMC aventi caratteristiche innovative che
possano essere vantaggiosamente applicati in ambito aeronautico, nell’ambito di una
collaborazione con la Alenia Aermacchi S.p.A.
Lo sviluppo di tale materiale sarà in particolare finalizzato a soddisfare le esigenze di progetto
di alcuni componenti aeronautici soggetti ad elevate temperature e soprattutto a fronte di
fiamma, in presenza di condizioni critiche si esercizio.
Dopo una breve classificazione e descrizione dei materiali ceramici tradizionali ed avanzati,
sono descritte le proprietà dei materiali compositi-ceramici avanzati ed i relativi processi di
produzione adottati.
Individuato così il CMC che meglio si presta, per costi e prestazioni, allo sviluppo di un
composito ibrido per applicazioni strutturali con elevate proprietà di resistere alla fiamma, la
tesi si sviluppa attraverso analisi teorica, simulazioni numeriche e sperimentali finalizzate alla
messa a punto del materiale e delle analisi delle effettive performance in vista della
applicazione aeronautica sviluppata in collaborazione con Alenia Aermacchi S.p.A.
Sono state in dettaglio analizzate ed ottimizzate le prestazioni termiche e meccaniche del
materiale ibrido sviluppato, con particolare riferimento agli effetti delle tensioni interlaminari
ed ai relativi meccanismi di danneggiamento.
I modelli numerici utilizzati per le simulazioni termo-meccaniche sono stati messi a punto
attraverso una preliminare analisi sperimentale condotta attraverso l’uso dell’estensimetria
mediante estensimetri elettrici a resistenza.
Apposite prove sperimentali di resistenza al fuoco, condotte in accordo con gli standard di Alenia Aermacchi, hanno confermato la bontà del materiale ibrido e delle soluzioni
sperimentali messe a punto.
13
Vittori, Ruggero Maria. "Studio del comportamento meccanico di compositi ottenuti per SMC." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amslaurea.unibo.it/10254/.
Full textAbstract:
I materiali compositi più diffusi sono quelli a matrice polimerica (PMC, Polymer Matrix Composites) con fibre di rinforzo, largamente utilizzati per la loro capacità di conciliare ottima resistenza meccanica con elevata leggerezza.
Nel presente elaborato di tesi sono state studiate le caratteristiche meccaniche di materiali compositi a matrice resinosa, epossidica, rinforzati con fibre di carbonio chopped, ovvero fibre spezzate e disposte in modo del tutto casuale all’interno della matrice, mediante analisi microstrutturale e prove di trazione.
Viene descritto il processo di produzione delle piastre di materiale composito ottenuto per SMC (Sheet Moulding Compound) da cui sono stati ricavati i provini.
Lo studio a livello microstrutturale è stato possibile grazie all’inglobamento nella resina di alcune sezioni dei provini, le cui superfici sono state esaminate al microscopio acquisendo una quantità di immagini tale da permettere la ricostruzione della superficie stessa tramite software ed il calcolo percentuale delle porosità tramite SolidWorks.
La caratterizzazione meccanica è stata eseguita utilizzando la macchina per le prove di trazione presente nell’hangar della sede di Forlì della Scuola di Ingegneria e Architettura dell’Università di Bologna: la preparazione dei provini è basata sull’applicazione di tabs di alluminio.
I provini in materiale composito sono stati forniti in quattro differenti tipologie riguardanti la pressione a cui sono stati prodotti: 25, 50, 100 e 150 bar.
Lo scopo dell’elaborato è stabilire la pressione ottimale di produzione dei provini, a cui il materiale composito mostra le migliori proprietà meccaniche, in particolare la più alta resistenza a carico di trazione.
Le prove sono state condotte su provini a tre diverse lunghezze, per diversificare le modalità di stress meccanico.
I risultati sono stati poi analizzati per stabilire quale valore di pressione di processo conferisce le migliori caratteristiche meccaniche al materiale.
14
Luchian, Cosmina Ioana. "Applicazione della tecnica "incremental hole drilling" su materiali compositi." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amslaurea.unibo.it/11588/.
Full textAbstract:
Durante la vita operativa di un aeromobile, gli elementi costitutivi possono essere soggetti a diverse tipologie di carichi. Questi carichi possono provocare la nascita e la propagazione di eventuali cricche, le quali una volta raggiunta una determinata dimensione possono portare alla rottura del componente stesso causando gravi incidenti.
A tale proposito, la fatica costituisce uno dei fattori principali di rottura delle strutture aeronautiche.
Lo studio e l’applicazione dei principi di fatica sugli aeroplani sono relativamente recenti, in quanto inizialmente gli aerei erano realizzati in tela e legno, un materiale che non soffre di fatica e assorbe le vibrazioni.
I materiali aeronautici si sono evoluti nel tempo fino ad arrivare all’impiego dei materiali compositi per la costruzione degli aeromobili, nel 21. secolo.
Il legame tra nascita/propagazione delle cricche e le tensioni residue ha portato allo sviluppo di numerose tecniche per la misurazione di queste ultime, con il fine di contrastare il fenomeno di rottura a fatica.
Per la misurazione delle tensioni residue nei componenti metallici esistono diverse normative di riferimento, al contrario, per i materiali compositi, la normativa di riferimento è tuttora oggetto di studio.
Lo scopo di questa tesi è quello di realizzare una ricerca e studiare dei metodi di riferimento per la misurazione delle tensioni residue nei laminati compositi, tramite l’approfondimento di una tecnica di misurazione delle tensioni residue, denominata Incremental Hole Drilling.
15
Stuppa, Pietro. "Effetto di impatti sul comportamento crashworthiness di materiali compositi." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2015. http://amslaurea.unibo.it/8515/.
Full textAbstract:
Attività sperimentale riguardante lo studio dei materiali compositi, nell’ambito della progettazione a crashworthiness, svolto, tramite test dei provini realizzati nell’attività di tirocinio, presso i laboratori didattici della Scuola di ingegneria e architettura, sede di Forlì.
Il lavoro di tesi, si è basato sulla valutazione dell’energia assorbita dai provini in materiale composito, tramite prove quasi-statiche; per questo tipo di prove sono stati utilizzati provini autostabilizzanti, rinforzati in fibra di carbonio e matrice in resina epossidica. Prima di procedere alla sperimentazione, sono stati studiati i risultati ottenuti da precedenti sperimentazioni eseguite da colleghi, per valutare quale fosse la configurazione migliore di provino, in termini di geometria, e trigger, che garantisse elevate energie di assorbimento.
Dopo una panoramica dei materiali compositi, con riferimento alle caratteristiche e proprietà, alle diverse tipologie che si possono avere in ambito industriale, è spiegato il concetto di crashworthiness, le varie tipologie di test di impatto e le varie tipologie di rottura alla quale può essere soggetto un provino. Si è di seguito descritto come è stata valutata la scelta del tipo di geometria e del trigger, che sarebbero stati utilizzati per la progettazione del provino, e si è accennato al processo di laminazione svolta presso i laboratori della Scuola per la fabbricazione del provino. Al termine della descrizione dei tester usati per la sperimentazione sono, infine, illustrati i risultati delle prove svolte, con successivi commenti.
16
Magnani, Michele. "Prove di delaminazione a modalità mista su materiali compositi." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2018.
Find full textAbstract:
La delaminazione è una modalità di fallimento che coinvolge soprattutto materiali compositi.
Infatti, cicli di carichi affaticanti o impatti possono causare la separazione dei vari strati, detti “pelli”, formando strutture simili a quelle della mica, con sfaldature che provocano una significativa perdita di resistenza meccanica.
Le cause della delaminazione in un componente possono essere molteplici: nei materiali compositi una delle principali può essere la propagazione di un difetto già presente nel componente, dovuto magari a un legame imperfetto tra fibre e resina.
La suscettibilità alla delaminazione è una delle maggiori debolezze in molte strutture avanzate in materiale composito, e perciò la conoscenza della resistenza interlaminare alla frattura è utile per lo sviluppo di prodotti innovativi e per la scelta dei materiali.
Per lo sviluppo di un modello matematico che permetta di conoscere meglio questo fenomeno di rottura, sono state proposte prove di caratterizzazione per materiali compositi per avere una valutazione numerica della resistenza a questo fenomeno, ovvero alla rottura del legame tra le fibre e la matrice utilizzata, focalizzandosi sulla tessitura unidirezionale dei materiali compositi.
Le tre prove di caratterizzazione analizzate nel corso dell’elaborato sono relative a diverse modalità di sollecitazione, in particolare, la cosiddetta "prova a modalità mista", basata sul mescolare in modi diversi le sollecitazioni delle prove precedenti, le quali saranno analizzate, seppur non con la stessa enfasi.
Dopo un’introduzione riguardante i materiali compositi, segue una descrizione delle normative e dell’attrezzatura utilizzate, da cui poi i processi seguiti per la produzione dei provini che verranno utilizzati per le prove di caratterizzazione. Infine, i risultati delle varie prove sono analizzati con grafici e immagini.
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Javidnia, Soheil. "Analisi degli effetti dell’invecchiamento igro-termico su materiali compositi." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2021. http://amslaurea.unibo.it/22851/.
Full textAbstract:
Data l’importanza dei CFRP nell’industria aerospaziale, in questo lavoro di tesi vengono esposte alcune tra le ultime ricerche e metodologie impiegate per la comprensione degli effetti dell’invecchiamento termico e dell’invecchiamento igro-termico sulle proprietà meccaniche statiche (ad esempio ILSS e TTS), sulle prestazioni del materiale rispetto agli impatti a bassa velocità (attorno a 20 m/s) e alta velocità (normalmente tra 80-500 m/s) e sulla resistenza a fatica di questi materiali.
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Alvaro, Vincenzo. "Materiali Compositi a Matrice Cementizia per i Rinforzi Strutturali." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2007. http://amslaurea.unibo.it/2/.
Full textAbstract:
L’utilizzo degli FRP (Fiber Reinforced Polymer) nel campo dell’ingegneria civile riguarda essenzialmente il settore del restauro delle strutture degradate o danneggiate e quello dell’adeguamento statico delle strutture edificate in zona sismica; in questi settori è evidente la difficoltà operativa alla quale si va in contro se si volessero utilizzare tecniche di intervento che sfruttano materiali tradizionali.
I motivi per cui è opportuno intervenire con sistemi compositi fibrosi sono:
• l’estrema leggerezza del rinforzo, da cui ne deriva un incremento pressoché nullo delle masse sismiche ed allo stesso tempo un considerevole aumento della duttilità strutturale;
• messa in opera senza l’ausilio di particolari attrezzature da un numero limitato di operatori, da cui un minore costo della mano d’opera;
• posizionamento in tempi brevi e spesso senza interrompere l’esercizio della struttura.
Il parametro principale che definisce le caratteristiche di un rinforzo fibroso non è la resistenza a trazione, che risulta essere ben al di sopra dei tassi di lavoro cui sono soggette le fibre, bensì il modulo elastico, di fatti, più tale valore è elevato maggiore sarà il contributo irrigidente che il rinforzo potrà fornire all’elemento strutturale sul quale è applicato.
Generalmente per il rinforzo di strutture in c.a. si preferiscono fibre sia con resistenza a trazione medio-alta (>2000 MPa) che con modulo elastico medio-alto (E=170-250 GPa), mentre per il recupero degli edifici in muratura o con struttura in legno si scelgono fibre con modulo di elasticità più basso (E≤80 GPa) tipo quelle aramidiche che meglio si accordano con la rigidezza propria del supporto rinforzato.
In questo contesto, ormai ampliamente ben disposto nei confronti dei compositi, si affacciano ora nuove generazioni di rinforzi.
A gli ormai “classici” FRP, realizzati con fibre di carbonio o fibre di vetro accoppiate a matrici organiche (resine epossidiche), si affiancano gli FRCM (Fiber Reinforced Cementitious Matrix), i TRM (Textile Reinforced Mortars) e gli SRG (Steel Reinforced Grout) che sfruttano sia le eccezionali proprietà di fibre di nuova concezione come quelle in PBO (Poliparafenilenbenzobisoxazolo), sia un materiale come l’acciaio, che, per quanto comune nel campo dell’edilizia, viene caratterizzato da lavorazioni innovative che ne migliorano le prestazioni meccaniche. Tutte queste nuove tipologie di compositi, nonostante siano state annoverate con nomenclature così differenti, sono però accomunate dell’elemento che ne permette il funzionamento e l’adesione al supporto: la matrice cementizia
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Clementi, Francesco. "Modellazione e problematiche dei materiali compositi "moderni" e "antichi"." Doctoral thesis, Università Politecnica delle Marche, 2010. http://hdl.handle.net/11566/242251.
Full text
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Bovicelli, Federico. "On the influence of polymeric nanofibers in laminated composite materials. Studio dell'influenza di nanofibre polimeriche in materiali compositi laminati." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2014. http://amslaurea.unibo.it/6784/.
Full textAbstract:
During the last years an increased interest about the reinforcement of laminated composites by means of polymeric nanofibers has been growth. During this master-degree-thesis work, unidirectional and plane-textile composites have been interleaved with Nylon 6.6, PCL and mixed (Nylon 6.6+PCL) nanofibrous mats and the DCB (mode I interlaminar fracture toughness), ENF (mode II interlaminar fracture toughness and DMA (damping capability) tests have been performed. Regarding the interlaminar fracture toughness, marked increases have been recorded; while further investigation about damping capability is requested.
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Bertaccini, Matteo. "Valutazione dell'effetto dell'invecchiamento termico sulle proprietà meccaniche di materiali compositi." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amslaurea.unibo.it/10265/.
Full textAbstract:
L’obiettivo della presente tesi è analizzare, attraverso una campagna sperimentale, gli effetti dell’invecchiamento termico su materiali compositi avanzati. Due serie di provini, ottenuti da pannelli di fibra di carbonio/resina epossidica realizzati rispettivamente con le tecniche di produzione tramite laminazione manuale e RTM (Resin Transfer Molding), sono stati condizionati in forno o in congelatore per un determinato tempo e successivamente sottoposti a test di caratterizzazione meccanica. In questo modo sono state confrontate le prestazioni delle due tecnologie al fine di verificare l’applicabilità del processo RTM a prodotti di alta qualità.
I campioni, impiegati nel presente studio, sono stati realizzati scegliendo una configurazione cross-ply, che ben si adatta alle successive fasi della campagna.
Sui provini ottenuti sono stati eseguiti dei test di resistenza alla delaminazione tramite una pressa con supporti adattati appositamente allo scopo.
Questa campagna sperimentale è stata svolta presso i laboratori hangar della Scuola di Ingegneria e Architettura dell’Università di Bologna, sede di Forlì.
La caratterizzazione del materiale è avvenuta mediante prove a flessione D2344.
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Agostinelli, Valentina. "Caratterizzazione sperimentale di materiali compositi soggetti ad impatto sul bordo." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2015. http://amslaurea.unibo.it/8517/.
Full textAbstract:
Il materiale composito è entrato nell’ambiente industriale rivoluzionando il concetto di progettazione delle strutture e permettendo il raggiungimento di prestazioni molto più elevate, rispetto ai materiali tradizionali. Infatti, i compositi sono in grado di garantire elevata resistenza e leggerezza, proprietà molto richieste in svariati ambiti industriali. Un suo notevole impiego è riscontrabile nell’industria aeronautica, dove le principali case produttrici di aeromobili hanno investito un apprezzabile quantitativo di risorse economiche nella realizzazione di velivoli con una sempre maggiore percentuale di questo materiale. Il composito, nonostante ci siano testimonianze del suo utilizzo già durante la seconda guerra mondiale, viene tutt’ora ritenuto “nuovo”; questo poiché molte delle sue caratteristiche non sono state ancora esaurientemente analizzate. Le conoscenze ad esso relative presentano ancora, infatti delle lacune, come il loro comportamento a seguito di un impatto. L’obiettivo della presente tesi è quello di indagare, attraverso una campagna sperimentale innovativa, il comportamento del CFRP di fronte a tale problematica, prestando particolare attenzione alla casistica dell’impatto sul bordo. Su tale argomento infatti, non si hanno esempi in letteratura né normative a cui fare riferimento. I campioni, impiegati nel presente studio, sono stati realizzati scegliendo una configurazione cross-ply, che ben si adatta alle successive fasi della campagna. Sui provini ottenuti sono stati eseguiti gli impatti, con l’utilizzo di un pendolo di Charpy, alcuni centrali e altri laterali, con due differenti energie.
Questa prima parte della campagna sperimentale è stata svolta presso i laboratori hangar di Forlì, della Scuola di Ingegneria e Architettura dell’Università di Bologna.
La caratterizzazione del materiale è avvenuta mediante prove a compressione. Il processo è stato eseguito per verificare l’influenza che l’impatto genera sulle proprietà meccaniche a compressione.
Per poter eseguire una campagna di test ottimale, si è vista necessaria un’attenta analisi delle varie attrezzature utilizzabili per le prove a compressione. La scelta è ricaduta sull’attrezzatura CLC (Combined
Loading Compression), la quale è risultata essere la più affidabile e maneggevole per le prove oggetto di studio.
La fase relativa allo svolgimento delle prove a compressione è stata eseguita presso i laboratori ENEA di Faenza –Unità Tecnica Tecnologie dei Materiali Faenza (UTTMATF).
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Boscherini, Mattia. "Adsorbimento dinamico di CO2 in compositi innovativi a base geopolimerica." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2020.
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Fra le alternative proposte per la riduzione delle emissioni di CO2, le tecniche di Carbon Capture si presentano come un’efficace soluzione per il breve e medio termine. Fra queste, l’adsorbimento su fase solida per la rimozione di CO2 da correnti gassose si prospetta come una valida alternativa rispetto al convenzionale assorbimento ad umido. Questo lavoro di tesi si è occupato della sintesi di un composito a base geopolimerica presso l’ISTEC/CNR di Faenza, da impiegare per l’adsorbimento di CO2 a bassa temperatura, e dell’analisi del suo comportamento in regime di adsorbimento dinamico. Tale materiale è stato sintetizzato tramite attivazione con soluzione alcalina di metacaolino 1200S addizionato con polveri di zeolite Na13X. Esso costituisce una opzione interessante per la cattura di CO2, mostrando capacità di adsorbimento superiori a 1 mmol/g per concentrazioni di CO2 del 14% (a pressione atmosferica), simili a quelle presenti in molti processi industriali. Le prestazioni in regime dinamico risultano inoltre simili a quelle registrate nel regime statico.
Le prove sperimentali hanno evidenziato la criticità della rigenerazione del materiale, in particolare riguardo all’eliminazione dell’acqua. Una temperatura di 130°C si mostra adatta per ottenere un’elevata rigenerazione del materiale, con rimozione sia di CO2 che dell’umidità adsorbita. Dalle prove svolte è risultato evidente come non sia conveniente operare con desorbimenti a temperatura ambiente e pressione atmosferica, ma sia necessario operare combinando swing di pressione e temperatura. È stato inoltre valutato l’effetto di una più bassa temperatura di adsorbimento (2°C), che porta ad un aumento della capacità del materiale.
Sviluppi futuri in questo campo potrebbero essere la produzione di monoliti geopolimerici a porosità strutturate tramite tecniche innovative quali il freeze-casting e l’utilizzo di compositi integrati con additivi che ne migliorino le performance in termini di conducibilità termica.
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Ottaviani, Nicolò. "Rinforzi grafenici in nanofibre per la modifica di materiali compositi." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2021. http://amslaurea.unibo.it/23730/.
Full textAbstract:
I CFRP laminati offrono vari vantaggi rispetto ai materiali metallici: su tutti un peso ridotto e migliori proprietà meccaniche. Tuttavia, hanno un basso damping (smorzamento delle vibrazioni) e una bassa resistenza alla delaminazione, che possono portare a forti limitazioni durante la vita d’uso del materiale. Lo scopo del seguente elaborato riguarda la produzione di vari tessuti nanofibrosi in polimeri termoplastici, tra cui Nylon 66, eventualmente additivati con grafene, da includere in laminati compositi al fine di migliorare i problemi sopracitati. I tessuti nanofibrosi sono stati ottenuti mediante la tecnica dell'elettrofilatura, dopo ottimizzazione delle soluzioni e del processo stesso. Prima di essere integrate, le membrane sono state caratterizzate morfologicamente tramite analisi SEM e termicamente mediante analisi DSC. I laminati nano-modificati, prodotti tramite laminazione manuale, sono quindi stati caratterizzati meccanicamente. In particolare, è stata valutata la tenacità a frattura interlaminare in Modo I e II tramite test DCB e ENF. Inoltre, sono stati eseguiti anche test Three-Point Bending al fine di avere un quadro più completo sulle proprietà meccaniche dei compositi nano-modificati.
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Pondini, Alessio. "Tenacizzazione di laminati compositi mediante l'utilizzo di nanofibre in PVDF." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2015. http://amslaurea.unibo.it/8463/.
Full textAbstract:
Analisi riguardante la tenacizzazione della matrice di laminati compositi. Lo scopo è quello di aumentare la resistenza alla frattura di modo I e, a tal proposito, sono stati modificati gli interstrati di alcuni provini tramite l’introduzione di strati, di diverso spessore, di nanofibre in polivinilidenfluoruro (PVDF). La valutazione di tale metodo di rinforzo è stata eseguita servendosi di dati ottenuti tramite prove sperimentali svolte in laboratorio direttamente dal sottoscritto, che si è occupato dell’elaborazione dei dati servendosi di tecniche e algoritmi di recente ideazione. La necessità primaria per cui si cerca di rinforzare la matrice risiede nel problema più sentito dei laminati compositi in opera da molto tempo: la delaminazione. Oltre a verificare le proprietà meccaniche dei provini modificati sottoponendoli a test DCB, si è utilizzata una tecnica basata sulle emissioni acustiche per comprendere più approfonditamente l’inizio della delaminazione e i meccanismi di rottura che si verificano durante le prove. Quest’ultimi sono illustrati servendosi di un algoritmo di clustering, detto Fuzzy C-means, tramite il quale è stato possibile identificare ogni segnale come appartenente o meno ad un determinato modo di rottura. I risultati mostrano che il PVDF, applicato nelle modalità esposte, è in grado di aumentare la resistenza alla frattura di modo I divenendo contemporaneamente causa di un diverso modo di propagazione della frattura. Infine l’elaborato presenta alcune micrografie delle superfici di rottura, le quali appoggiano i risultati ottenuti nelle precedenti fasi di analisi.
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BUOSO, Alessandra. "La piezoresistività dei compositi cementizi rinforzati con nanotubi in carbonio." Doctoral thesis, Università degli studi di Bergamo, 2013. http://hdl.handle.net/10446/28962.
Full textAbstract:
Carbon nanotubes (CNT) are based on one or more sheets of graphite rolled up into a tube. Adding carbon nanotubes, the electrical resistivity of cementitious composites changes by varying the stress conditions. Variation in the electric resistivity can be ascribed to the increase in the number of contact points of CNTs by increasing loading: the higher the compressive stress, the higher the contact points, the lower the resistivity. This particular CNT behaviour can be used to evaluate the level of stress in reinforced concrete structures, to monitor the traffic flow, to weigh vehicles, to control the entrance in restricted areas, to switch on electrical or heating equipments. In the present work data on rheological and mechanical properties, electrical resistivity and pressure-sensitive behaviour under cyclic compressive loading of cement composites containing multi-walled carbon nanotubes (MWNT) are presented. Results show that carbon nanotubes improve the flexural and compressive strength of cementitious composites only if they are efficiently dispersed. In fact, in order to form a conductive network and enhance the piezoresistive properties of cementitious mixtures, Carbon NanoTubes (CNTs) were dispersed in the cement matrix by two different methods: only by sonication and by a surfactant (LAS) in an aqueous solution. At the end of the mixing procedure, a defoamer (tributyl phosphate) was added in order to decrease the air bubble in MWNT filled cement-based composites created by the surfactant. Moreover, the addition of CNTs leads to a notable decrease in volume electrical resistivity and enhances the pressure sensitivity of the cementitious mixtures. Experimental results show that the electrochemical impedance changes synchronously with the compressive stress levels for all the specimens. Moreover, the piezoresistive response is better for cement composites and increases adding more CNTs percentage.
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DOS, SANTOS INCHAUSPE USECHE. "Compositi Geopolimerici ottenuti tramite sinterizzazione a freddo per applicazioni avanzate." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2022. http://hdl.handle.net/11577/3445707.
Full textAbstract:
Geopolymers are a class of materials that have been extensively researched on last years. The reason why these materials are so attractive is because they represent an eco-friendly substitute for binders such as cements and resins. On the present work, geopolymers have been used as a binder phase to develop a new technology for friction materials: ecological composites for brake pads. The technology developed for using geopolymer in a production line of brake pads is explained. Cold sintering, a low-temperature / pressure process was applied and validated in pure geopolymer powders. The technology was transferred to the prototyping line in ITT italia (Barge) and used to manufacture and test geopolymer-based brake pads. Influences of the activating ion, sodium or potassium, generated different binders with interesting characteristics and properties, and the thesis explains the difference between the two systems. The technique of rewetting geopolymer with water and hydrated salts was explored and applied to the manufacture of brake pads.Geopolymers are a class of materials that have been extensively researched on last years. The reason why these materials are so attractive is because they represent an eco-friendly substitute for binders such as cements and resins. On the present work, geopolymers have been used as a binder phase to develop a new technology for friction materials: ecological composites for brake pads. The technology developed for using geopolymer in a production line of brake pads is explained. Cold sintering, a low-temperature / pressure process was applied and validated in pure geopolymer powders. The technology was transferred to the prototyping line in ITT italia (Barge) and used to manufacture and test geopolymer-based brake pads. Influences of the activating ion, sodium or potassium, generated different binders with interesting characteristics and properties, and the thesis explains the difference between the two systems. The technique of rewetting geopolymer with water and hydrated salts was explored and applied to the manufacture of brake pads.
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Infante, Eleonora. "Influenza dei parametri di processo delle caratteristiche meccaniche di materiali compositi." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2015. http://amslaurea.unibo.it/9505/.
Full textAbstract:
Lo scopo di questa tesi è valutare la resistenza a compressione e il valore del modulo elastico di tre laminati ottenuti con lo stesso materiale composito, CFRP, distinti in fase di laminazione dall’utilizzo di tre diverse tipologie di distaccante (peel-ply, film distaccante e controstampo). In questo modo è stato possibile valutare come quest’ultimi abbiano influito, in modo diverso per ogni laminato, sull’omogeneità dello spessore, sul peso, sulla fuoriuscita di resina e sulla percentuale volumetrica delle fibre. Tali fattori a loro volta hanno caratterizzato i valori di resistenza a compressione e modulo elastico.
Nei capitoli successivi è descritto un metodo di analisi a compressione dei materiali compositi, a matrice epossidica rinforzata con fibre di carbonio (CFRP), denominato Combined Loading Compression (CLC) Test Method, basato sull’applicazione, combinata, del carico sul campione, a taglio e all’estremità.
La realizzazione dei provini è stata effettuata presso i laboratori dell’università: sono stati realizzati 3 laminati, per ognuno dei quali si è scelto di utilizzare su ogni pezzo una diversa tipologia di distaccante: controstampo, film distaccante e peel-ply, allo scopo di valutare quanta resina uscirà dal manufatto una volta in autoclave e quanta variazione di spessore avremo. Da ognuno di questi laminati sono stati ricavati 5 provini.
La campagna sperimentale è stata condotta presso il Laboratorio Tecnologie dei Materiali Faenza (TEMAF).
L’elaborazione dei dati è stata effettuata mediante l’utilizzo del software Office Excel, in cui sono stati calcolati i parametri fondamentali, suggeriti dalla normativa ASTM D6641/D6641M, per la caratterizzazione meccanica a compressione dei materiali CFRP.
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Montemurro, Marco. "Analisi numerica e sperimentale del comportamento a compressione di materiali compositi." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2014. http://amslaurea.unibo.it/6839/.
Full textAbstract:
L’obbiettivo di questa tesi è ottenere un modello agli elementi finiti che simuli la prova a compressione su un campione di materiale composito a matrice polimerica rinforzata con fibre di carbonio unidirezionali (UD), mediante l’utilizzo di una attrezzatura denominata Combined Loading Compression (CLC) Test Fixture.
Il programma utilizzato per realizzare il modello agli elementi finiti è Abaqus della Simulia.
Il materiale oggetto dello studio è un prepreg UD di interesse nel settore automobilistico, e fa seguito ad una campagna di prove sperimentali (caratterizzazione a compressione) svolta nei laboratori ENEA di Faenza, dove opera l’Unità Tecnica Tecnologie dei Materiali Faenza (UTTMATF).
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Liverani, Michele. "Progetto concettuale di un sedile in materiali compositi per veicoli solari." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amslaurea.unibo.it/11579/.
Full textAbstract:
Il seguente elaborato è la conclusione dell'esperienza di tesi volta alla progettazione di componenti, nello specifico sedili e punti di ancoraggio per le cinture di sicurezza, per il cruiser Emilia 4, veicolo solare che gareggerà con le più importanti università mondiali nella 2017 World Solar Challenge in Australia. L'attività compiuta risulta essere il punto di arrivo dell'ottimizzazione strutturale degli elementi, attribuendo fondamentale importanza al peso delle strutture; l'obiettivo è stato raggiunto mediante l'adozione della fibra di carbonio, nel rispetto del regolamento della corsa e delle norme stradali australiane. Gran parte delle attività sono state svolte a Castel San Pietro nell'azienda Metal Tig, impresa specializzata nella lavorazione dei laminati in composito; qui si sono tenute riunioni settimanali per discutere dei progressi del progetto e delle modifiche da apportare. Il lavoro di tesi si conclude con la quarta revisione dei componenti affidatomi: essa probabilmente non sarà la versione definitiva, ma sicuramente sarà un punto di riferimento per i prossimi progettisti impegnati nell'impresa.
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Bartoli, Mirco. "Caratterizzazione dei parametri di permeabilità di materiali compositi tramite prove sperimentali." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017. http://amslaurea.unibo.it/14666/.
Full textAbstract:
L'obiettivo di questo lavoro di tesi è caratterizzare due tipologie di rinforzi per materiali compositi dal punto di vista della permeabilità, proprietà fondamentale per l'esecuzione di simulazioni di iniezione per tecnologie RTM.
Nello specifico, si caratterizzano nella prima parte un tessuto multistrato (biassiale, polipropilene, mat) e nella seconda invece il precedente tessuto con sopra uno strato di tessuto unidirezionale (entrambi in fibra di vetro).
Dopo un'introduzione sulle tipologie di fibre e sui vari tessuti, si analizza la teoria che è alla base delle misure di permeabilità per i rinforzi dei materiali compositi, per poi passare alla caratterizzazione vera e propria descrivendo accuratamente le prove sperimentali effettuate (rilevamento dei dati e eventuali alterazioni dovute a fattori esterni) e i relativi risultati.
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Luppi, Matteo. "Confronto tra differenti tecnologie di intervento con materiali compositi (FRP, FRCM)." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2018.
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Nella tesi viene trattato il recupero delle strutture murarie tramite l’utilizzo di materiali compositi, in particolare si trattano i Fyber Reinforced Polymers (FRP) e i Fybers Reinforced Cementitious Matrix (FRCM).
Ad oggi le principali tecniche di consolidamento si basano sull’utilizzo di materiali “classici”, come acciaio o cemento armato, dei quali esistono dettagliate indicazioni progettuali, ma che presentano la controindicazione di essere invasive e, quindi, di modificare il comportamento statico del sistema a cui vengono applicate. Utilizzando materiali compositi, invece, si possono ottenere importanti miglioramenti senza apportare cambiamenti statici, con l’ulteriore vantaggio di poter essere nascosti da intonaci.
Prendendo come riferimento le normative in via di costituzione per la progettazione di interventi con FRCM, si sottolineano le principali differenze in termini di metodologie di verifica e di risultati tra i due materiali di interesse. L'obiettivo è quello suggerire delle indicazioni di riferimento utili al momento della selezione di un composito anziché l’altro.
Si dimostra che è possibile realizzare interventi migliorativi sulla muratura con entrambi i materiali citati: a seconda della situazione risulteranno differenti le formule di verifica e gli ambiti in cui un composito è più indicato. Grazie alle caratteristiche di traspirabilità e permeabilità al vapore, oltre alla flessibilità che permette modeste deformazioni del supporto, i compositi FRCM sono particolarmente indicati all’applicazione su apparati murari. Tuttavia, non tutti i meccanismi di collasso possono essere recuperati equivalentemente con ambo i materiali, principalmente perché gli interventi con FRCM richiedono una maggiore superficie di applicazione.
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Tonelli, Luca. "Inclusione sensori in fibra ottica nei materiali compositi: caratteristiche e criticità." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019.
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Negli ultimi anni diversi studi hanno affrontato il problema dell'unione tra la funzionalità dei materiali compositi e la precisione dei sensori in fibra ottica.
In questo elaborato si è cercato di analizzare i principali aspetti critici e le problematiche a cui questa unione, all'apparenza semplice, è sottoposta: cali di precisione, perdita delle proprietà meccaniche di una o entrambe le componenti, influenza da parte dell'ambiente, etc.
Sono quindi stati raccolti dati da vari articoli e riviste, che analizzano i singoli aspetti, per fornire una panoramica sulle possibili soluzioni da adottare per ottimizzare questa 'simbiosi'.
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Semprucci, Francesco. "Caratterizzazione di materiali compositi tramite prove di compressione di lastre piane." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2021. http://amslaurea.unibo.it/23523/.
Full textAbstract:
Lo scopo della tesi è stato trovare parametri geometrici atti all'ottenimento di risultati conformi per la fixture, studiando il variare dei risultati al variare di parametri, quali layup, trigger, luce e velocità della provacr.
La fixture viene utilizzata per caratterizzare materiali compositi tramite prove di compressione per lastre piane.
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Poggi, Mattia, and Emilano Principi. "Valutazione del comportamento ad impatto di un aliante in materiali compositi." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2012. http://amslaurea.unibo.it/3600/.
Full textAbstract:
I fattori che, nei primi anni dell'aviazione, contribuivano al verificarsi o meno di una sciagura aerea erano principalmente di natura meccanica, mentre oggi la maggior parte degli incidenti è attribuibile all’errore umano. Nel corso del tempo sono stati sviluppati modelli per l’analisi del fattore umano ed ha assunto un ruolo fondamentale lo studio del crashworthiness allo scopo di sviluppare tecnologie che contribuiscano alla riduzione di incidenti aerei e del tasso di mortalità.
In questo studio è stata analizzata la resistenza della fusoliera di un aliante DG-100G Elan nelle principali tipologie di impatto. Le statistiche evidenziano, come cause principali di incidente, la caduta in vite e lo stallo in prossimità del suolo. Dall’analisi dei risultati ottenuti con la configurazione di base dell’aliante è stata delineata una possibile modifica per migliorarne la resistenza ad impatto. Obiettivo dello studio è la verifica in prima approssimazione della bontà o meno dei risultati ottenuti attraverso l’introduzione delle modifiche, valutando la differenza di quest’ultimi fra le due configurazioni.
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Toschi, Stefania. "Produzione di compositi a matrice di alluminio con rinforzo particellare nanometrico." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2012. http://amslaurea.unibo.it/4264/.
Full textAbstract:
Le leghe di alluminio da fonderia rivestono un ruolo fondamentale in ambito industriale e in particolare il settore dei trasporti ha notevolmente incrementato il loro impiego per la realizzazione di componenti strutturali. Al fine di aumentare ulteriormente la resistenza specifica, tali leghe possono essere impiegate come matrici per lo sviluppo di compositi (Metal Matrix Composites, MMCs), le cui fasi di rinforzo possono avere diversa composizione, forma e dimensione. In particolare, nel caso di rinforzo particellare, più le particelle sono piccole e finemente disperse nella matrice, più elevato può essere l’incremento delle prestazioni meccaniche. In quest’ottica, la ricerca ha portato allo sviluppo dapprima di compositi caratterizzati da un rinforzo micrometrico e, in anni recenti, si sta concentrando sul rinforzo nanometrico (Metal Matrix Nano Composites, MMNCs).
I nano-compositi possono essere ottenuti attraverso metodologie differenti: tecniche in situ, in cui il rinforzo viene generato all’interno della matrice attraverso opportune reazioni chimiche, e tecniche ex situ, in cui i dispersoidi vengono inseriti nella matrice fusa, una volta già formati. Sebbene l’incremento prestazionale ottenibile da tali materiali sia stato dimostrato, è necessario far fronte ad alcune problematiche connesse a ciascuna tecnologia produttiva quali, ad esempio, il controllo dei parametri di processo, per quanto riguarda le tecniche in situ, e l’ottenimento di una efficace dispersione delle nano-particelle all’interno della matrice, nel caso delle metodologie ex-situ. Lo scopo della presente attività di tesi è lo studio di fattibilità, basato anche su un’ampia indagine bibliografica, e l’implementazione di metodologie produttive, su scala di laboratorio, volte allo sviluppo di MMNCs a matrice in lega di alluminio (A356, Al-Si-Mg). L’interesse è stato posto in primo luogo sul processo in situ di gas bubbling, mirato all’ottenimento di rinforzo d’allumina, indotto dalla reazione tra matrice metallica e gas ossidante (in questo caso aria secca industriale). In secondo luogo, dal punto di vista delle tecniche ex situ, è stato approfondito l’aspetto della dispersione delle particelle di rinforzo nel fuso, prestando particolare attenzione alla tecnica di trattamento ultrasonico del metallo.
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Papa, Alessio. "Applicazione di materiali compositi nel consolidamento statico delle strutture in legno." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2014. http://amslaurea.unibo.it/6470/.
Full textAbstract:
L’uso di materiali compositi nel rinforzo delle strutture in legno sotto l’azione dei carichi, richiede particolare attenzione ad importanti aspetti. Per esempio, è molto importante pianificare il tipo di intervento da realizzare. Infatti esistono varie tecniche per rinforzare elementi lignei usando diversi “layouts” degli FRP, ognuno dei quali può conferire risultati diversi. Come riporta la figura 55 [31], ci possono essere diverse tipologie di applicazione dei rinforzi.
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Gualandi, Mattia. "Previsione della disposizione dei tessuti nella laminazione di compositi su stampo." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2014. http://amslaurea.unibo.it/7644/.
Full textAbstract:
A seconda della forma del modello da realizzare, durante la laminazione su stampo le fibre di cui è composto un materiale composito si dispongono in maniera differente rispetto alla trama originale del tessuto. In questo lavoro di tesi, dopo una descrizione dei materiali compositi, dei processi di produzione e dei metodi implementati attualmente per la loro simulazione in codici di calcolo commerciali, si concentra l'attenzione su un metodo di modellazione dei tessuti, chiamato metodo di Verlet, che consente di studiare la disposizione di un tessuto che si adagia su un corpo di forma qualsiasi, tenendo in conto le deformazioni delle fibre. La tesi si conclude con alcune considerazioni sulla problematica affrontata e sui risultati ottenuti.
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Chioccini, Alessandro. "Valutazione del comportamento di materiali compositi sottoposti ad impatti "near-edge"." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2014. http://amslaurea.unibo.it/7972/.
Full textAbstract:
I materiali compositi sono largamente utilizzati nel moderno campo ingegneristico e garantiscono una notevole riduzione di peso rispetto ai materiali classici, a parità di caratteristiche meccaniche. Le conoscenze su di essi tuttavia presentano ancora delle lacune: in particolare un aspetto critico di tali materiali è rappresentato dal loro comportamento successivo ad un impatto. Obiettivo della presente tesi è indagare tale problematica mediante la
realizzazione di una campagna sperimentale innovativa.
Verrà presentata una introduzione generale sui materiali compositi e sulla problematica dei danni da impatto e
verrà descritta l'attrezzatura utilizzata per la realizzazione degli impatti, analizzando le problematiche riscontrate e le soluzioni trovate.
Dopo un accenno ai Controlli Non Distruttivi effettuabili sui materiali compositi, verrà mostrata l'attrezzatura per la realizzazione di prove a compressione, analizzando le problematiche riscontrate e le soluzioni trovate.
Saranno elencati i dati acquisiti durante le prove di impatto e di compressione e, infine, saranno illustrate le conclusioni del lavoro e i possibili sviluppi futuri.
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Cristaldi, Giuseppe. "Sviluppo di materiali compositi rinforzati con fibre naturali per l'ingegneria civile." Doctoral thesis, Università di Catania, 2012. http://hdl.handle.net/10761/1258.
Full textAbstract:
Il presente lavoro di tesi si colloca all interno del settore di ricerca incentrato sullo studio di innovativi materiali compositi polimerici rinforzati con fibre naturali di origine vegetale.
Lo studio di caratterizzazione meccanica è stato corredato da quello sui modelli previsionali del comportamento meccanico. Infatti, in campo ingegneristico, è indispensabile disporre di modelli fisici che permettono di stimare con adeguata accuratezza la proprietà meccaniche dei materiali da impiegare. Come già esposto nel capitolo 3, i convenzionali modelli previsionali (regola delle miscele) presenti in letteratura sono per lo più sviluppati ed offrono risultati attendibili solo per compositi con rinforzi di tipo unidirezionale e di fibre sintetiche, quindi in linea generale per materiali di natura omogenea (es. vetro resina). Pochi studi sono incentrati sui compositi rinforzati con tessuti tecnici bi- o multiassiali a base di fibre corte (mat) o yarn di fibre corte, soprattutto se di natura vegetale. Nel corso degli ultimi anni sono stati proposti alcuni modelli previsionali che permettono di apportare le opportune correzioni ai modelli classici della micromeccanica in relazione alle peculiarità dei tessuti di fibre vegetali. Considerando che la letteratura è scarna di pubblicazioni riguardo studi su tali modelli previsionali e non essendo possibile avere la certezza assoluta che essi si adattano al tipo di composito in esame, si è proceduto con lo studio e la validazione dei più significativi modelli con i compositi oggetto dello studio.
Considerando, inoltre, che un classico problema con i filati ritorti è il loro diverso comportamento meccanico, allo stato secco e reticolato all interno del composito, [68,89], si è pensato di finalizzare lo studio a sviluppare un approccio affidabile per determinare le proprietà del filato in modo da poterle usare direttamente nei modelli previsionali per ottenere sempre più risultati aderenti al comportamento.
In conclusione, ci si è posto l obiettivo di individuare un possibile campo di impiego e le eventuali limitazioni ai materiali studiati con l intento di analizzare gli aspetti positivi e negativi di natura ingegneristica.
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TROGU, DANIELE. "Development of a methodology for spatial composite indicators: a case study on landscape." Doctoral thesis, Università degli Studi di Cagliari, 2015. http://hdl.handle.net/11584/266364.
Full textAbstract:
This thesis proposes a methodology for the construction of spatial composite indicators (SCI). The study starts from the premise that Composite Indicators (CIs) are regarded as very reliable tools to support decision processes. They are usually developed to describe complex phenomena of the reality in various domains, and more specifically, to rank spatial units (usually countries) in which a given indicator is calculated. Despite their wide use and their development, no attention has generally been paid to the spatial dimension of their input data and of their final score. Data are treated as normal statistical sampling, therefore their spatial structure and their spatial importance are considered to be equal across the spatial domain, without considerations about possible spatial variations. Nowadays, this appears to be a serious limit, considering the development of Spatial Data Infrastructures (SDI), which makes a large amount of spatial data available, and the development of spatial statistical techniques implemented in GIS, with combined together offer unprecedented opportunity for the spatialization of CIs.
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Donati, Davide. "Valutazione numerica del comportamento di materiali compositi sottoposti ad impatti "near edge"." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amslaurea.unibo.it/9773/.
Full textAbstract:
Simulazione numerica con software Abaqus di impatti a bassa energia su laminati di fibra di carbonio con matrice epossidica per la previsione della formazione di delaminazioni interne. Confronto tra impatti centrali al provino e in prossimità del bordo.
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Franchini, Alessandro. "Studio di materiali compositi a matrice poliisocianurata resistenti in condizioni di incendio." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017. http://amslaurea.unibo.it/14404/.
Full textAbstract:
Il progetto alla base della presente tesi di laurea, sviluppato presso la Dow Italia di Correggio (RE), riguarda lo studio di formulazioni di materiali compositi con matrice polimerica a base di isocianurato, al fine di preparare manufatti con migliorato comportamento in condizioni d’incendio. In particolare si cerca di migliorare il parametro di tenuta isolamento nei test di resistenza al fuoco di serramenti. In bibliografia sono presenti numerosi esempi di matrici polimeriche usate per lo sviluppo di questi materiali, principalmente a base di silicio, mentre la matrice organica che è stata utilizzata in questo progetto è a base di poliisocianurato (PIR) rigido, scelto per la sua elevata stabilità termica. Sono stati analizzati nel dettaglio i vari approcci che sono stati affrontati al fine d’individuare la formulazione più adeguata per lo scopo che ci si è prefissati.
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Bosi, Federico. "Valutazione sperimentale del comportamento a fatica di materiali compositi sottoposti ad invecchiamento." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2018. http://amslaurea.unibo.it/15769/.
Full textAbstract:
Questa tesi si propone di analizzare gli effetti combinati di invecchiamento igroscopico e termico su un set di provini in CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymers), forniti dall’azienda RiBa Composites, sottoponendoli a prove a fatica (taglio interlaminare con carico sinusoidale).
Vista la mancanza di normativa di riferimento per i test a fatica ci si è ispirati a quella in uso per i test statici (ASTM D2344/D2344M). Di conseguenza, la presente tesi ne valuta l’efficacia e l’adeguatezza per la descrizione del comportamento a fatica. Come risultato finale si sono ottenuti i diagrammi di Wöhler per il materiale ai vari livelli di invecchiamento, così da avere uno strumento di previsione per valutazioni future.
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Fusi, Francesco <1985>. "Sviluppo, ottimizzazione delle prestazioni e caratterizzazione di materiali compositi a matrice amorfa." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2013. http://amsdottorato.unibo.it/5291/1/Fusi_Francesco_Tesi_Compositi.pdf.
Full textAbstract:
Durante l'attività di ricerca sono stati sviluppati tre progetti legati allo sviluppo e ottimizzazione di materiali compositi. In particolare, il primo anno, siamo andati a produrre materiali ceramici ultrarefrattari tenacizzati con fibre di carburo di silicio, riuscendo a migliorare il ciclo produttivo e ottenendo un materiale ottimizzato.
Durante il secondo anno di attività ci siamo concentrati nello sviluppo di resine epossidiche rinforzate con particelle di elastomeri florurati che rappresentano un nuovo materiale non presente nel mercato utile per applicazioni meccaniche e navali.
L'ultimo anno di ricerca è stato svolto presso il laboratorio materiali di Ansaldo Energia dove è stato studiato il comportamenteo di materiali per turbine a gas.During the PhD were developed three projects related to the development and optimization of composite materials. In particular, the first year, we went to produce ceramic materials for refractory application, toughened with fibers of silicon carbide, managing to improve the production cycle and to obtain an optimized material. During the second year of operation, we have focused in the development of epoxy resins reinforced with particles of Fluorinated elastomers, that represent a new material not found in the market useful for mechanical and naval application. The last year of research has been done in the Materials laboratory of Ansaldo Energia were has been studied materials for gas turbines and their application.
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Fusi, Francesco <1985>. "Sviluppo, ottimizzazione delle prestazioni e caratterizzazione di materiali compositi a matrice amorfa." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2013. http://amsdottorato.unibo.it/5291/.
Full textAbstract:
Durante l'attività di ricerca sono stati sviluppati tre progetti legati allo sviluppo e ottimizzazione di materiali compositi. In particolare, il primo anno, siamo andati a produrre materiali ceramici ultrarefrattari tenacizzati con fibre di carburo di silicio, riuscendo a migliorare il ciclo produttivo e ottenendo un materiale ottimizzato.
Durante il secondo anno di attività ci siamo concentrati nello sviluppo di resine epossidiche rinforzate con particelle di elastomeri florurati che rappresentano un nuovo materiale non presente nel mercato utile per applicazioni meccaniche e navali.
L'ultimo anno di ricerca è stato svolto presso il laboratorio materiali di Ansaldo Energia dove è stato studiato il comportamenteo di materiali per turbine a gas.During the PhD were developed three projects related to the development and optimization of composite materials. In particular, the first year, we went to produce ceramic materials for refractory application, toughened with fibers of silicon carbide, managing to improve the production cycle and to obtain an optimized material. During the second year of operation, we have focused in the development of epoxy resins reinforced with particles of Fluorinated elastomers, that represent a new material not found in the market useful for mechanical and naval application. The last year of research has been done in the Materials laboratory of Ansaldo Energia were has been studied materials for gas turbines and their application.
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SIGNORINI, CESARE. "Materiali compositi avanzati a matrice inorganica per applicazioni strutturali: studio sperimentale del miglioramento delle proprietà di adesione all'interfaccia." Doctoral thesis, Università degli studi di Modena e Reggio Emilia, 2020. http://hdl.handle.net/11380/1200387.
Full textAbstract:
Negli ultimi decenni, la ricerca nel campo dei materiali da costruzione è stata oggetto di uno sviluppo straordinariamente rapido, che ha avuto una ricaduta sostanziale nella concezione e nella progettazione di nuovi edifici, dal design audace, elevate prestazioni meccaniche e basso impatto ambientale. D’altro canto, anche materiali da costruzione tradizionali come cemento e calce, grazie a molteplici interessanti proprietà meccaniche e fisico-chimiche, risultano tuttora non solo di diffuso impiego nella pratica, ma anche oggetto di ricerca avanzata in campo scientifico.
Nel contesto delle tecnologie per il consolidamento ed il miglioramento sismico di edifici esistenti, attualmente largo impiego è riservato ai materiali compositi a fibra continua detti FRP (Fibre-Reinforced Polymer), divenuti tecnologia affidabile e consolidata, grazie ad un ricco background scientifico. Tuttavia, gli FRP presentano limitazioni di utilizzo nei casi in cui siano richieste caratteristiche termiche e chimico-fisiche specifiche. Sono quindi emerse di recente all'interesse delle comunità scientifica e tecnica nuove tipologie di compositi, identificate con gli acronimi FRCM (Fibre-reinforced Cementitious Matrix) and TRM (Textile-reinforced Mortar), che sostituiscono nella matrice il legante polimerico con malte a base calce o cemento. La struttura porosa e la natura idraulica delle malte permette di disporre di materiali ad elevate stabilità termica e permeabilità al vapor d’acqua e spiccata compatibilità con i substrati murari. L’aspetto critico di queste tecnologie innovative risiede nella scarsa adesione a livello di interfaccia fibra-matrice e nella difficoltà di ottenere una corretta impregnazione dei tessuti, a causa della granulometria della matrice. Questo aspetto implica l’innesco di modalità di crisi non controllabili, come lo scivolamento all'interfaccia o il cosiddetto “telescopic failure”, che non permettono di definire valori di progetto affidabili.
Nella prima parte del lavoro, si mettono a punto e si caratterizzano nel dettaglio alcuni rivestimenti, di natura organica e inorganica, depositati su fibre di rinforzo strutturale al fine di migliorare il legame tra le due fasi del composito, oltre che a solidarizzare le fibre interne del multi-filamento per evitare scorrimenti differenziali rispetto alle fibre esterne. Si affrontano inoltre studi sperimentali per determinare la durabilità di tali tecnologie, essendo ad oggi la letteratura tecnica incompleta per quanto concerne la risposta meccanica dei TRM/FRCM in condizioni di esposizione ad ambienti aggressivi. Le campagne sperimentali su TRM sono caratterizzate da prove a trazione del composito e prove a flessione sul laminato applicato su substrato.
Nella seconda parte del lavoro, il ruolo dell’adesione è studiato per una diversa categoria di materiali compositi strutturali a matrice cementizia, ovvero i cosiddetti FRC (Fibre-reinforced Concrete) rinforzati con fibre discontinue in polipropilene (PP). Il PP è caratterizzato da una elevata inerzia chimica, che lo rende refrattario ad instaurare legami chimici con altri materiali, come ad esempio il cemento. Nel presente lavoro si studiano due diversi trattamenti sulle fibre per migliorare l’adesione con la matrice cementizia per via chimica e la risposta meccanica è studiata tramite prove di estrazione (pull-out) e flessione, queste ultime realizzate su diverse scale dimensionali. I due trattamenti proposti e analizzati nel dettaglio (ricoprimento con nano-silice amorfa e etching a mezzo di soluzione aggressiva) contribuiscono in modo sostanziale all'incremento di tenacità dei compositi fibrorinforzati, attivando gruppi funzionali idrofili sulla superficie delle fibre in grado di legarsi con le molecole d’acqua del conglomerato.Building materials have experienced an extraordinarily fast development in the last decades, extending the possibilities for new innovative constructions, with outstanding properties such as high mechanical performance, audacious architecture and low energy consumption. On the other hand, also traditional materials, like cementitious and lime-based systems, are worthy of accurate investigation in order to take advantage of their benefits, which have been exploited for centuries and are still largely employed in contemporary structures. In the context of seismic retrofitting and structural rehabilitation, nowadays the techniques based on Fibre Reinforced Polymers (FRP) are firmly established and very reliable, and yet they present some critical issues, since some specific physical and thermal requirements are not fully accomplished. Therefore, Textile Reinforced Mortar (TRM) or Fibre Reinforced Cementitious Mortar (FRCM) composites have encountered increasing interest in the scientific community as well as in the technical one. The innovation is the partial or complete substitution of the organic binder with lime-based and/or cementitious mortars, which play the role of embedding medium. The porous texture and the hydraulic nature of these inorganic mortars result in high thermal stability, reversibility, high permeability to water vapour and good compatibility with masonry substrates. The main drawback associated with lime and cement matrices is their intrinsic poor adhesion at the fabric-to-matrix interphase. The poor impregnation quality of the fabrics yarns is responsible for triggering undesirable failure modes (i.e. telescopic failure or interphase sliding), which lead to unreliable design values. In the first part of the present work, several techniques based on the deposition of engineered coatings for multifilament fabrics are proposed and extensively described and tested in order to improve the interphase adhesion and, at the same time, to strengthen the core filaments bond. Both inorganic and organic coatings on synthetic fibres are discussed and optimized. Special attention is paid to alkali resistant (AR) glass fabrics, which are the prevalent reinforcement for masonry panels due to their good mechanical properties combined with relatively low cost, which make them preferable to carbon or PBO. Besides, some durability issues are investigated for polymer-coated TRM. In fact, although two guidelines have been recently released, no exhaustive indications have been provided about the potential consequences of the exposure to aggressive environments on the mechanical response of TRM. To the aim, tensile and bending tests are performed on TRM composites. In the second part of the work, the role of interphase adhesion is investigated in a different category of inorganic composite materials, namely in Fibre Reinforced Concrete (FRC), that is commonly employed in industrial pavements. Discontinuous polypropylene (PP) fibres are proposed as dispersed reinforcement. Since PP is characterized by an outstanding chemical inertness, no adhesion is possible with the conglomerate. Thus, the adhesion can be increased through mechanical gripping by using PP fibres with a high surface roughness. Additionally, this research proposes two experimental activities to enhance the interphase adhesion chemically. The mechanical behaviour of the FRC composites is assessed through three-point bending tests at different dimensional scales and through pull-out tests. The two proposed treatments, i.e. deposition of a silica coating and etching with piranha solution, notably improve the toughness of the composite by activating hydrophilic functional groups that are able to bond to the water molecules in the cementitious conglomerate.
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Rossi, Alessandro. "Caratterizzazione di resine epossidiche per materiali compositi realizzati in infusione ad alta pressione." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016.
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I materiali compositi, grazie alla combinazione delle proprietà dei singoli componenti di cui sono costituiti, in particolare la coesistenza di elevate caratteristiche meccaniche e pesi ridotti, rivestono da tempo un ruolo fondamentale nell’industria aeronautica e nel settore delle competizioni automobilistiche e motociclistiche. La possibilità di progettare i materiali in funzione della loro applicazione, unita alla riduzione dei costi di produzione, permette una crescente diffusione del loro utilizzo e l’ampliamento delle applicazioni a moltissimi altri settori, sia per componenti di tipo strutturale, sia di tipo estetico. L’obiettivo della presente tesi è analizzare, attraverso una campagna sperimentale, il comportamento di diversi materiali realizzati con la tecnica di produzione HP-RTM, tramite prove di taglio interlaminare e flessione, al fine di verificare l’applicabilità di tale processo a prodotti strutturali, in modo da velocizzare i tempi di produzione e quindi di abbassare i costi, mantenendo al tempo stesso elevate proprietà meccaniche. Lo scopo di questa campagna quindi è fornire, attraverso lo studio di 30 serie di provini, il materiale migliore in termini di resistenza a flessione e taglio interlaminare; inoltre per ogni tipologia di materiale vengono descritte le diverse distribuzioni dei valori di rottura riscontrati, in modo da lasciare al progettista più libertà possibile nella scelta del materiale in base alle specifiche richieste per una determinata applicazione. Questo studio permette di analizzare l’influenza di ogni singolo componente (tipo di fibra, tipo di binder, presenza o assenza di IMR), all’interno della stessa resina.
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Cancelli, Mariangela. "Il problema del debonding FRP-muratura nel rinforzo di archi con materiali compositi." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2009. http://amslaurea.unibo.it/324/.
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Guida, Sara. "Internazionalizzare l'azienda: localizzazione del sito internet di Seico Compositi srl e catalogazione terminologica." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2015. http://amslaurea.unibo.it/9507/.
Full textAbstract:
El presente trabajo de tesis se encuadra dentro del proyecto Language Toolkit, resultado de la cooperación entre la Cámara de Comercio de Forlì-Cesena y la Scuola di Lingue e Letterature, Traduzione e Interpretazione de Forlì, con el fin de acercar a los recién licenciados al mundo empresarial.
En colaboración con la sociedad limitada Seico Compositi srl, se ha realizado la localización parcial de su sitio web, así como la traducción de sus pertinentes fichas técnicas de productos de punta. Dicha empresa opera en el territorio y es líder en el sector de la construcción especializada por lo que se refiere a los refuerzos estructurales y a la producción y distribución de materiales compuestos.
El trabajo consta de tres capítulos: el primero está dedicado al fenómeno de la localización y abarca desde sus orígenes hasta el caso específico de la localización de sitios web pasando por su adaptación lingüístico-técnica y prestando una especial atención a los aspectos culturales que la misma conlleva. En un segundo capítulo se analizan las lenguas de especialidad y la terminología como marco teórico del presente trabajo; todo ello permite presentar el dominio objeto de estudio y las fases que han marcado el trabajo de catalogación terminológica, desde la búsqueda y recopilación de textos paralelos hasta la creación de los corpus bilingües (IT/ES) así como de un pequeño banco de datos terminológicos específico. En este capítulo se explican también las dificultades y problemáticas encontradas durante la preparación de las fichas terminológicas y las estrategias adoptadas para solucionarlas. Para finalizar, el último capítulo se centra en la actividad práctica de la traducción y en los diferentes tipos de intervención aplicados a los textos de salida. Tras algunas reflexiones sobre la internacionalización empresarial, este mismo capítulo continúa con el análisis en clave contrastiva del sitio web, de su estructura interna y de los textos originales, para así concluir con el comentario de la traducción acompañado por ejemplos.