Issue 22

D. Cerniglia et alii, Frattura ed Integrità Strutturale, 22 (2012) 56-68; DOI: 10.3221/IGF-ESIS.22.07 65 incidente in più direzioni. La quantità di energia diffusa dipende dalle condizioni di rugosità della superficie su cui le onde acustiche incidono, dal valore della lunghezza d’onda e dall’angolo d’incidenza. Normalmente una superficie è considerata speculare (assenza di diffusione) quando la relativa rugosità R t è inferiore al 10% della lunghezza d’onda (  . Per rugosità maggiori il fenomeno della diffusione non è trascurabile ed aumenta al crescere di R t . La rugosità conferita alla protesi durante il processo produttivo può considerarsi dell’ordine di 60 μm [19]. Quindi la lunghezza d’onda dell’onda longitudinale deve essere maggiore di 0.6 mm per avere assenza di diffusione. Considerato che la velocità dell’onda longitudinale (v L ) nel CoCrMo è di 5.88 mm/  s basta utilizzare una sonda con frequenza inferiore ai 9 MHz (v L =  · f). Con la sonda utilizzata (4 MHz) la lunghezza d’onda è pari a 1.47 mm (rispettando la relazione R t < 0.1 λ) e il segnale non subisce un’attenuazione sostanziale nella zona con rugosità (pari al 6.7 % rispetto ad una zona speculare). La valutazione sperimentale del contatto interessa la superficie all’interfaccia tra la componente femorale e l’inserto tibiale della protesi. I carichi adottati sono, come nel caso delle prove numeriche, di 900 N per un angolo di inclinazione tra la componente femorale e quella tibiale pari a 0° e di 2700 N corrispondenti ad un angolo di 30°. La metodologia di acquisizione adottata per le prove è il C-scan, che fornisce la rappresentazione bidimensionale dell’estensione dell’area di contatto. Il percorso del sensore durante le analisi è stato guidato mediante uno schema a matrice, attraverso l’adozione di una guida che consente di controllare il movimento lungo due direzioni perpendicolari ( Fig. 12). La zona ispezionata ha una dimensione di 15 mm x 15 mm, con acquisizioni fatte con passo 0.5 mm x 0.5 mm ottenendo in tal modo una matrice 31 x 31 elementi. Figura 12 : Sezioni realizzate per definire le caratteristiche geometriche dell’area d’interesse. Figure 12 : Sections made to define the geometric characteristics of the UT scan area. Figura 13 : Onda riflessa acquisita in assenza e in presenza di carico. Figure 13 : Reflected wave acquired without (black) and with load (red). Le mappe cromatiche tracciate riportano il coefficiente di riflessione R valutato come rapporto di due segnali acquisiti nel medesimo punto con le stesse configurazioni, in presenza e in assenza di carico. La presenza del contatto è tale da diminuire l’ampiezza dell’eco generato all’interfaccia tra i componenti accoppiati (Fig. 13), perché parte dell’energia viene trasmessa al componente sottostante. Tale diminuzione risulta proporzionale al grado di accoppiamento.