Issue 9

D. Castagnetti et alii, Frattura ed Integrità Strutturale, 9 (2009) 55 – 63; DOI: 10.3221/IGF-ESIS.09.06 61 completamente ed efficientemente il carico. Da questo punto di vista è importante notare che in ambedue le prove lo snervamento dell’acciaio avviene prima del cedimento dell’adesivo (Fig. 3). Nel caso del tubo di lato 25mm (Fig. 5a), l’adesivo non presenta cedimenti catastrofici e la prova è stata terminata quindi per il raggiungimento della corsa massima disponibile. L’oscillazione nel tratto iniziale è forse imputabile a una microfrattura nella zona incollata, in quanto durante l’esecuzione della prova si sono rilevati rumori che sembravano indicare una nascente cricca nell’adesivo. Questo cedimento probabilmente è occorso in una zona incollata non critica, forse a causa di inclusioni di aria, e la prova è quindi continuata senza cedimenti della struttura fino alla completa plasticizzazione del tubo. Dal diagramma di Fig. 3b si osserva inoltre che la curva sperimentale del tubo incollato di lato 40mm pur avendo un carico massimo maggiore del tubo integro ha un cedimento prematuro con rottura catastrofica della struttura. Non avendo effettuato ripetizioni della prova questo non è un dato statisticamente rilevante ma è possibile motivare la differenza a fronte di alcune considerazioni sulla differente geometria delle strutture. In Fig. 6-a si nota come nella prova di flessione nel tubo di lato 25mm la cerniera plastica, originata sugli aderendi dal carico flessionale, è sufficientemente lontana dalla zona incollata e non influisce quindi sulla zona di incollaggio. Nel caso della prova di Fig. 6-b, invece, l’inizio del tratto incollato è molto più vicino alla cerniera plastica. Vi è quindi una influenza diretta della deformazione prodotta nell’aderendo dalla cerniera plastica sulla zona di incollaggio. Questo può determinare una possibile causa del cedimento prematuro della struttura. Un’altra differenza rispetto alla struttura incollata di lato 25mm è che la piastra incollata sul tubo di lato 40mm è più stretta rispetto al lato del tubo, infatti il rapporto tra la piastra e il tubo da 40mm è 0.625 mentre è 1 per il tubo di lato 25mm. Questo significa che il tubo di lato 25mm è più rinforzato rispetto all’altro e questo giustifica la sua maggiore capacità di sostenere carico. Confronto numerico - sperimentale In Fig. 4 s i evidenzia un buon accordo tra le curve sperimentali e la simulazione agli elementi finiti del tubo integro per tutte le configurazioni esaminate. La differenza maggiore si ha nel tratto elastico ed è spiegabile in quanto l’inizio della prova sperimentale è affetto da un assestamento della struttura alla prima applicazione del carico e ciò comporta una discrepanza tra le curve. Inoltre la mesh sugli aderendi è abbastanza rada il che irrigidisce ulteriormente la struttura. La pendenza del tratto elastico, però, è comparabile e l’errore sulla rigidezza molto contenuto. Per quanto riguarda la resistenza della struttura l’errore sulla forza massima è inferiore a ±7% e anche il tratto post elastico viene ben colto dalla simulazione. La Fig. 5 mostra un discreto accordo tra le curve sperimentali (linee grigie sottili) e la simulazione agli elementi finiti del tubo incollato (linee nere spesse). In primo luogo si rileva che le oscillazioni presenti nelle curve numeriche sono dovute alla modalità di simulazione esplicita che è stata adottata e pertanto non vanno considerate. E’ stato anche effettuata una scalatura della massa della struttura che aumenta questo effetto, ma consente di abbreviare in maniera consistente il tempo di analisi. In Fig 5a si mostra il confronto per il tubo di lato 25mm. Non si è verificato il collasso del tubo e quindi non si hanno informazioni precise né sulla energia assorbita dallo strato adesivo né sull’istante di collasso, ma si registra solamente che la giunzione è sufficientemente resistente per portare a snervamento completo il tubo. La simulazione evidenzia una rigidezza comparabile a quella della prova di flessione e una forza massima di 10.98 kN, di poco superiore al dato sperimentale di 9.8 kN, con un errore del 10%. Il tratto post elastico della simulazione decresce in maniera meno accentuata rispetto alla prova reale ma ciò è probabilmente imputabile al modello di materiale bilineare incrudente usato per gli aderendi. In Fig 5b, invece, si osserva che, per il tubo incollato di lato 40mm la risposta della simulazione è più rigida nel primo tratto elastico a causa sia della cedevolezza della attrezzatura sperimentale, ma anche della mesh rada sull’aderendo che irrigidisce ulteriormente la struttura. In Fig. 6c si riporta la mappa degli spostamenti della simulazione sul tubo di lato 25mm, in ottimo accordo con la prova sperimentale di Fig. 6a, mentre in Fig. 6d si mostra la mappa degli spostamenti del tubo di lato 40mm all’istante in cui avviene il cedimento completo dell’adesivo. E’ interessante notare il buon accordo tra le deformate sperimentali e quelle simulate, anche se la Fig. 6d presenta una differenza sostanziale con la prova sperimentale di Fig. 6b dovuta alla mancanza della forza di gravità. Infatti nella prova sperimentale i due spezzoni di tubo, dopo il cedimento dell’adesivo si adagiano