IT201800003851A1 - Elemento di serraggio di un provino per una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
“ELEMENTO DI SERRAGGIO DI UN PROVINO PER UNA MACCHINA
PER LA CARATTERIZZAZIONE MECCANICA DI UN MATERIALE”
La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di serraggio di un provino per la caratterizzazione meccanica di un materiale. In particolare, la caratterizzazione meccanica dei materiali comprende una pluralità di prove che permettono di conoscere le proprietà meccaniche di un materiale oggetto di indagine al fine di determinare l’efficacia del suo impiego in diverse soluzioni applicative.
Alla luce di questo, l’invenzione si colloca nell’ampio settore tecnico dell’ingegneria e, in particolare, nella certificazione della qualità e delle prestazioni dei materiali.
Durante la procedura di caratterizzazione, un provino, modellato secondo predeterminate normative, viene sottoposto all’applicazione di carichi esterni di diverso tipo. In base alla tipologia di prova, il provino può essere sottoposto a carichi di trazione, compressione o flessione, oppure ad una loro combinazione. Tali carichi possono essere costanti o variabili sia da un punto di vista dell’entità che da un punto della durata di applicazione. In particolare il valore del carico applicato può variare ciclicamente tra un massimo ed un minimo oppure mantenersi costante nel tempo.
Alcune campagne di prova prevedono l’applicazione di alti livelli di carico applicati per un basso numero cicli al fine di determinare il comportamento a fatica oligociclica del materiale. Un’altra tipologia di campagna di prova richiede l’applicazione di bassi livelli di carico applicati per un numero molto elevato di cicli (che spesso non culminano con la frattura del campione) al fine di determinare il comportamento a fatica del materiale. Una tipologia di prova particolarmente significativa nella caratterizzazione delle proprietà meccaniche di un materiale è quella impiegata per determinare il carico a rottura del provino. In questo caso il carico viene applicato in modo costante fino al cedimento del provino.
In commercio sono disponibili diverse tipologie di macchinari impiegabili per la caratterizzazione dei materiali, i più comuni sono macchine di prova universali (Universal Testing Machines o UTMs) che sono progettate per testare i provini a trazione, compressione o flessione. Tali macchine sono configurate per applicare un determinato spettro di carico in modo da determinare la risposta del materiale all’applicazione di sollecitazioni esterne.
Durante la prova i macchinari devono anche essere in grado di misurare in maniera accurata le forze, gli spostamenti e le deformazioni a cui il provino è soggetto.
Molto frequentemente estensimentri o estensometri vengono collegati ai provini al fine di ottenere misurazioni più accurate delle deformazioni che si verificano durante la fase di applicazione del carico.
Per la caratterizzazione del comportamento a trazione vengono impiegati provini dalla forma allungata e, in accordo con la teoria della trave di Von Mises, vengono valutati gli sforzi lontani dai due estremi del provino in modo da limitare l’influenza dovuta agli effetti di bordo.
Durante tali tipologie di prove, il provino viene bloccato alle sue due estremità da due bracci del macchinario di prova disposti contrapposti. Tali bracci si muovono in allontanamento generando una condizione di trazione assiale sul provino.
Particolari sistemi di afferraggio vengono impiegati in modo da garantire un adeguato trasferimento dei carichi dalla macchina di prova al provino.
L’utilizzo di sistemi di afferraggio affidabili è fondamentale per l’ottenimento di risultati significativi ai fini della misurazione: nel caso di provini cilindrici o piani, solitamente, si possono utilizzare ganasce con terminali a cuneo, mentre filamenti o altre geometrie particolari possono richiedere l’utilizzo di attacchi differenti.
Le ganasce a vite sono tra i più comuni sistemi di afferraggio. Tali sistemi sono particolarmente economici e disponibili in una ampia varietà di capacità di carico fino a 4500N. Le ganasce a vite sono generalmente utilizzate per prove su provini piani e richiedono la perizia di un operatore esperto in quanto in fase di caratterizzazione un’eccessiva pressione esercitata dagli organi di afferraggio può portare al cedimento del provino ed inficiare la validità della prova.
Un’altra tipologia di sistema di afferraggio sono le ganasce a cuneo. Tali sistemi sono auto-serranti e disponibili con capacità di carico oltre i 450kN. Alcuni modelli possono essere stretti senza alterare la posizione verticale delle facce di afferraggio, in modo da poter definire in modo preciso il punto in cui il provino inizierà ad essere caricato. Il loro impiego è particolarmente vantaggioso con provini difficili da afferrare in altro modo. Questi sistemi, inoltre, evitano forze di compressione troppo elevate che potrebbero portare il provino a rompersi nelle ganasce.
Svantaggiosamente tali ganasce difficilmente garantiscono un perfetto allineamento assiale del provino con la direzione del carico applicato, requisito di particolar rilievo per l’accurata caratterizzazione del materiale. Infatti, indipendentemente dalla tipologia di ganascia impiegata, un requisito fondamentale per il corretto svolgimento della prova è l’allineamento del provino con il macchinario che applica il carico. Generalmente tale operazione è affidata alla sensibilità di un operatore qualificato.
Svantaggiosamente demandare al giudizio di un operatore questa operazione può portare ad incoerenze nelle rilevazioni effettuate oltreché a veri e propri errori di misurazione.
Molto svantaggiosamente nei sistemi di arte nota si evidenzia la mancanza di un sistema di allineamento automatico del provino nei confronti delle ganasce di presa. Questo rende necessarie complicate operazioni di posizionamento in fase di avvio della prova per allineare l’asse del provino con quello di carico della macchina. Un allineamento non corretto può, infatti, generare percorsi di carico preferenziali ed inficiare i risultati dell’intera prova.
Inoltre, l’operazione di serraggio per garantire il corretto afferraggio del provino espone l’operatore a rischi dovuti alla possibilità di schiacciamento nelle ganasce di afferraggio.
Sono, inoltre, frequenti le rotture dei provini all’interno delle ganasce a causa di una forza di serraggio troppo elevata.
Alla luce di questo si rende necessario lo svolgimento di tale operazione da parte di un operatore qualificato, che comporta un aumento dei costi ed una rallentamento nella fase di esecuzione delle prove.
Scopo della presente invenzione è pertanto quello di mettere a disposizione un elemento di serraggio di un provino per la caratterizzazione meccanica di un materiale in grado di garantire un accurato allineamento del provino senza richiedere laboriose operazioni di posizionamento per allineare il provino con l’asse di carico del macchinario in fase di avvio della prova.
Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un elemento di serraggio di un provino per una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale comprendente le caratteristiche esposte in una o più delle rivendicazioni. Le rivendicazioni dipendenti corrispondono a possibili forme di realizzazione dell’invenzione. Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa di una forma di realizzazione di un elemento di serraggio di un provino per la caratterizzazione meccanica di un materiale.
Tale descrizione verrà esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali:
− figura 1 è una vista prospettica di un provino per una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale in accordo con la presente invenzione;
− figura 2 è una vista prospettica di un elemento di serraggio di un provino per una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale in accordo con la presente invenzione;
− figura 3 è una vista schematica di un dispositivo di serraggio di un provino per una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale in accordo con la presente invenzione;
− figure 4-8 sono viste prospettiche di possibili forme realizzative di una porzione di un provino in accordo con la presente invenzione.
Con riferimento alle figure annesse è stato complessivamente indicato con “P” un provino per la caratterizzazione meccanica di un materiale, di seguito indicato come provino “P”. Tale provino “P”, come verrà descritto nel seguito, presenta la peculiarità di essere realizzato in modo tale da ottimizzare il suo utilizzo in una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale, in particolare (ma non limitatamente) una macchina per prove di trazione.
Il provino “P” presenta una conformazione allungata secondo una direzione di sviluppo prevalente. Tale provino “P” presenta una parte centrale “C” alle cui estremità sono disposte rispettive teste “T”, contrapposte tra loro e configurate per permettere un ancoraggio ad una macchina per la caratterizzazione meccanica.
Poiché tale provino viene impiegato preferibilmente nelle prove di caratterizzazione del comportamento a trazione del materiale, la corretta esecuzione della prova richiede che la parte centrale “C” del provino “P” si deformi sotto l’azione del carico di trazione assiale applicato alle teste del provino dalla macchina di prova. In base alla tipologia della prova eseguita il provino “P” può essere portato a cedimento. In tal caso la frattura del provino deve verificarsi nella parte centrale “C” del provino “P” affinché i risultati siano utili alla caratterizzazione.
Le due teste “T” del provino “P” presentano una dimensione trasversale maggiore rispetto ad una porzione centrale del provino stesso e sono ad essa opportunamente raccordate per minimizzare la concentrazione di sforzi che altererebbero la prevedibilità di rottura nella parte centrale del provino “P”.
Le figure 1-3 si riferiscono ad una prima forma di realizzazione del provino “P”.
Come visibile nelle figure 1 e 3, le teste “T” presentano una particolare conformazione arcuata atta a facilitare le operazioni di posizionamento del provino “P” in una apposita sede collegata alla macchina per la caratterizzazione meccanica. Vantaggiosamente tale conformazione è configurata per facilitare l’allineamento del provino rispetto alla direzione di applicazione dei carichi.
Preferibilmente, in questa forma di realizzazione le teste “T” del provino “P” sono sagomate con una tipica forma a goccia o lampadina. In altre parole, a partire da un’estremità della parte centrale “C” del provino “P” si ha un aumento di sezione trasversale (larghezza), quindi divergente, definente rispettive concavità contrapposte sfocianti in una terminazione curva, preferibilmente ad ellisse o arco di cerchio, definente la parte di estremità della testa “T”.
Il provino “P” presenta una cavità “H” ricavata in corrispondenza di una predeterminata porzione di ciascuna testa “T”. Tale cavità “H”, conformata per esempio a foro cilindrico passante, è configurata per ricevere un perno di un elemento di serraggio della macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale al fine di rendere più saldo il serraggio del provino sulla macchina.
Il provino “P” può essere realizzato mediante taglio waterjet di una lamiera di un materiale da caratterizzare, per esempio acciaio o materiale composito. Secondo differenti forme realizzative il provino “P” può essere ottenuto mediante diverse tecnologie produttive, per esempio taglio laser o taglio mediante lame, ed essere realizzato con differenti tipologie di materiale senza che si alteri il concetto inventivo della presente invenzione.
Ulteriori forme realizzative del provino “P” sono illustrate nelle figure 4-8. In particolare in figura 4 è mostrata una particolare forma realizzativa in cui a partire da un’estremità della parte centrale “C” del provino “P” si ha un aumento di sezione trasversale (larghezza) definente due coppie di concavità disposte rispettivamente contrapposte e sfocianti in una terminazione curva definente la parte di estremità della testa “T”. In particolare due convessità contrapposte raccordano le due concavità di ciascuna.
In figura 5 è mostrata una forma di realizzazione in cui due concavità contrapposte definiscono un aumento della sezione trasversale del provino “P” a partire da un’estremità della parte centrale “C” del provino “P” ed in cui tali concavità contrapposte sfociano in una terminazione curva che definisce la parte di estremità della testa “T”.
Una ulteriore forma realizzativa è riportata nella figura 6, in cui è mostrato un progressivo aumento della sezione trasversale del provino “P” a partire dalla parte centrale “C” definito da due rispettive concavità contrapposte sfocianti in una terminazione a forma sostanzialmente rettangolare definente la testa “T”.
La figura 7 mostra una particolare forma realizzativa del provino “P” in cui a partire da un’estremità della parte centrale “C” del provino “P” si ha un progressivo aumento di sezione trasversale (larghezza) del provino “P” definente una terminazione a forma sostanzialmente trapezoidale definente la testa “T”.
La figura 8 mostra una particolare configurazione in cui la parte centrale “C” del provino “P” presenta una conformazione sostanzialmente a stelo di diametro costante e la testa “T”, ad essa collegata, presenta una conformazione a sfera di diametro maggiore del summenzionato stelo. Secondo un ulteriore aspetto la presente invenzione si riferisce ad un elemento di serraggio di un provino per la caratterizzazione meccanica di un materiale di seguito indicato come elemento di serraggio 1.
Preferibilmente l’elemento di serraggio 1 è configurato per il serraggio di un provino “P” in accordo con una o più delle summenzionate caratteristiche.
L’elemento di serraggio 1 comprende un corpo 2 configurato per essere collegato ad una porzione di una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale. Come visibile nelle figura 2, il corpo 2 presenta mezzi di collegamento 2a configurati per permettere il collegamento dell’elemento 1 ad una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale. Preferibilmente tali mezzi collegamento sono del tipo maschiofemmina oppure vite-madrevite.
In accordo con una forma realizzativa preferita della presente invenzione, il corpo 2 è realizzato in materiale ad alta tenacità e rigidezza, per esempio l’acciaio, in modo da mantenere una conformazione pressoché indeformata sotto l’applicazione dei carichi durante le diverse tipologie di prove per la caratterizzazione.
Preferibilmente, il corpo 2 è realizzato di pezzo mediante un processo di fresatura dell’acciaio.
In accordo con ulteriori forme realizzative il corpo 2 è realizzato mediante diverse tecnologie produttive senza che alterare il concetto inventivo della presente invenzione.
Il corpo 2 presenta un canale di passaggio 3 configurato per ricevere una porzione centrale del provino “P”.
Il canale di passaggio 3 è delimitato da almeno due pareti laterali 4a, 4b contrapposte. In questo modo il canale di passaggio 3 risulta aperto almeno su un primo lato L1 del corpo 2 e su un secondo lato L2 del corpo 2, trasversale al primo.
Secondo una forma realizzativa preferita della presente invenzione, il canale di passaggio sfocia in un alloggiamento 5 del corpo 2, adatto a ricevere la testa del provino “P” in inserimento trasversale attraverso un’apertura 6 dell’alloggiamento 5 stesso disposta sul primo lato L1 del corpo 2. In particolare l’alloggiamento è delimitato dalle pareti laterali 4a, 4b che svolgono funzione di pareti di riscontro 4c per impedire il passaggio della testa del provino attraverso il canale di passaggio 3. L’alloggiamento 5 è inoltre sostanzialmente controsagomato alla testa del provino “P”, in particolare in corrispondenza della citata cavità “H” e/o del profilo esterno della testa “T”.
In altre parole, come visibile in figura 2, il corpo 2 ha struttura piastriforme su una cui superficie maggiore è realizzata una sede (per esempio mediante fresatura o altra lavorazione meccanica) avente una sagoma, in pianta su un piano parallelo al piano di giacitura del corpo 2, sostanzialmente controsagomata alla testa “T” di un provino “P”.
Il canale di passaggio 3 presenta dimensione trasversale minore della dimensione di riscontro della testa del provino e, in questo modo, ne impedisce lo scorrimento mediante innesto, per sottosquadro, della testa “T” del provino “P” nell’alloggiamento 5. In altre parole, secondo l’invenzione l’elemento di serraggio 1 definisce un trattenimento della testa “T” del provino “P” nell’alloggiamento 5 mediante bloccaggio geometrico piuttosto che mediante sistemi per attrito come nella tecnica nota.
Le pareti laterali 4a, 4b divergono tra loro ad un’estremità del canale di passaggio 3, in allontanamento dalla parte centrale “C” del provino “P”, in modo da formare delle pareti di riscontro 4c disposte in posizioni fisse rispetto al canale di passaggio 3 che impediscono lo scorrimento della testa del provino attraverso il canale di passaggio 3.
Come visibile nelle figure annesse, l’apertura 6 presenta un tratto arcuato configurato per permettere un fermo bloccaggio del provino all’interno dell’alloggiamento 5 durante l’esecuzione delle procedure di caratterizzazione del materiale.
In accordo con ulteriori forme realizzative non presenti nelle figure annesse, l’alloggiamento 5 e/o l’apertura 6 possono presentare conformazioni differenti, in particolare preferibilmente controsagomate alla forma delle teste “T” illustrate nelle figure 4-8.
Vantaggiosamente l’alloggiamento 5 facilita le operazioni di collegamento del provino alla macchina per la caratterizzazione e garantisce un corretto allineamento del provino rispetto al carico applicato.
Preferibilmente l’alloggiamento ed il canale di passaggio presentano una parete di fondo 7 opposta all’apertura 6. Tale parete di fondo definisce una superficie di riscontro configurata per ricevere in appoggio e limitare le problematiche dovute ad un eventuali errori di posizionamento del provino “P”. Come visibile nelle figure annesse, la parete di fondo 7 è realizzata di pezzo con il corpo 2 dell’elemento di serraggio 1.
In altre parole, la citata sede ricavata sul corpo 2 non è passante ad unione delle due superfici maggiori del corpo 2 ma si estende solamente per una profondità inferiore allo spessore del corpo 2 in modo tale da realizzare detta parete di fondo 7.
Vantaggiosamente questa forma realizzativa permette di ottenere un elemento di serraggio 1 avente elevata integrità strutturale.
In accordo con una soluzione preferita della presente invenzione e come visibile nelle figure annesse, l’alloggiamento può presentare un perno 8 estendentesi dalla parete di fondo 7. Tale perno 8 è adatto ad inserirsi nella cavità “H” ricavata nella testa “T” del provino “P”.
Vantaggiosamente tale perno 8 facilita il bloccaggio del provino “P” nell’alloggiamento 5 durante le procedure di caratterizzazione del materiale.
Altre forme realizzative possono non prevedere la presenza del perno 8 senza alterare il concetto inventivo della presente invenzione, demandando quindi il trattenimento della testa “T” nell’alloggiamento 5 alla sagoma esterna della testa “T” stessa.
L’alloggiamento 5 può essere operativamente collegato ad un elemento di chiusura superiore (non presente nelle figure annesse), in particolare una piastra di chiusura superiore dell’alloggiamento 5, configurato per ridurre il rischio di uno sfilamento accidentale del provino in una condizione di uso. Secondo un ulteriore aspetto, la presente invenzione riguarda un dispositivo di serraggio 100 di un provino per una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale comprendente due elementi di serraggio 1 del tipo sopra descritto e tra loro disposti in posizione mutuamente contraffacciata per ricevere le rispettive teste “T” contrapposte di un medesimo provino “P” da sottoporre a prova meccanica.
In uso ciascuna delle due teste “T” di un provino “P” è disposta all’interno dell’alloggiamento 5 dell’elemento di serraggio 1. In questa fase, la porzione centrale “C” del provino viene inserita all’interno del canale di passaggio 3 secondo una direzione trasversale alla direzione di sviluppo prevalente del provino “P” in modo che ciascuna testa “T” vada a riscontro contro le pareti di riscontro 4c.
I due elementi di serraggio 1 sono collegati a due bracci o martinetti di una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale, in particolare una macchina per prove di trazione meccanica. Durante la fase di caratterizzazione i due bracci vengono movimentati in avvicinamento o in allontanamento generando uno spettro di carico sul provino. Le deformazioni a cui è sottoposto il provino vengono registrate mediante appositi mezzi di acquisizione, per esempio estensimetri o estensometri, e valutate mediante opportuni mezzi di elaborazione (non riportati nelle figure annesse). Quando la prova giunge a termine i due bracci vengono riportati alla distanza inziale in modo da permettere la rimozione del provino.
Generalmente la procedura di caratterizzazione richiede l’esecuzione delle prove su una pluralità di provini in modo da avere una moltitudine di dati sperimentali su cui mediare i risultati per ottenere valori descrittivi delle caratteristiche meccaniche del materiale.
Vantaggiosamente la conformazione degli elementi 1 permette un facile inserimento e sostituzione del provino nella macchina di prova.
La presente invenzione comprende altresì un sistema per la caratterizzazione meccanica di un materiale comprendente il summenzionato dispositivo di serraggio 100 e una pluralità di provini “P”. Ciascun provino “P” presenta una conformazione allungata secondo una direzione di sviluppo prevalente con teste “T” allargate trasversalmente rispetto ad una porzione centrale del provino in corrispondenza di una dimensione di riscontro delle teste.
Preferibilmente il sistema per la caratterizzazione meccanica di un materiale comprende una pluralità di provini “P” in accordo con la summenzionata descrizione.
Secondo un ulteriore aspetto la presente invenzione ha per oggetto un kit di serraggio di un provino per una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale comprendente un pluralità di elementi di serraggio in accordo con una o più delle summenzionate caratteristiche presentanti alloggiamenti di geometria differente ciascuno dei quali adatto a ricevere in inserimento una testa “T” di un provino “P” di una pluralità di provini “P” aventi teste “T” con geometrie differenti.
Si osserva quindi che la presente invenzione raggiunge gli scopi proposti grazie un elemento di serraggio che rende possibile evitare lunghe ed incerte procedure di allineamento del provino rendendo particolarmente più accurate e veloci le prove di caratterizzazione dei materiali grazie alla presenza di appositi alloggiamenti per le teste del provino che permettono il bloccaggio del provino mediante innesto geometrico.
Inoltre, la particolare conformazione dell’elemento di serraggio protegge l’operatore addetto al fissaggio del provino da rischi di infortuni dovuti allo schiacciamento delle dita nelle ganasce di serraggio.
Vantaggiosamente, infatti, il serraggio del provino all’interno dell’alloggiamento risulta intuitivo e non richiede l’intervento di un operatore specializzato.
Vantaggiosamente la conformazione del provino e degli elementi di serraggio permettono di ridurre le rotture dei provini in prossimità delle teste.
Claims (14)
- RIVENDICAZIONI 1. Elemento di serraggio (1) di un provino (P) per una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale, detto provino (P) presentando conformazione allungata secondo una direzione di sviluppo prevalente con teste (T) allargate trasversalmente rispetto ad una porzione centrale (C) di detto provino (P) in corrispondenza di una dimensione di riscontro di dette teste (T), detto elemento di serraggio (1) comprendendo un corpo (2) configurato per essere collegato ad una porzione di una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale, detto corpo (2) presentando un canale di passaggio (3) delimitato da almeno due pareti laterali (4a, 4b) contrapposte in modo che detto canale di passaggio (3) risulti aperto almeno su un primo lato (L1) di detto corpo (2) e su un secondo lato (L2) di detto corpo (2), trasversale al primo, in cui detto canale di passaggio (3) è adatto a ricevere la porzione centrale (C) di un provino (P) e presenta dimensione trasversale minore della dimensione di riscontro della testa (T) del provino (P), in cui dette pareti laterali (4a, 4b) si allargano ad un’estremità del canale di passaggio (3) a formare pareti di riscontro (4c) disposte in posizioni fisse rispetto a detto canale di passaggio (3) per impedire il passaggio di detta testa (T) attraverso il canale di passaggio (3).
- 2. Elemento di serraggio secondo la rivendicazione 1 in cui detto canale di passaggio (3) sfocia in un alloggiamento (5) di detto corpo (2), adatto a ricevere detta testa (T) in inserimento trasversale attraverso un’apertura (6) dell’alloggiamento (5) stesso disposta sul primo lato (L1) di detto corpo (2), detto alloggiamento (5) essendo delimitato da pareti laterali (4a, 4b) comprendenti dette pareti di riscontro (4c).
- 3. Elemento di serraggio secondo la rivendicazione 2, in cui detta apertura (6) presenta almeno un tratto arcuato o presentante conformazione rettangolare oppure trapezoidale.
- 4. Elemento di serraggio secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui detto alloggiamento (5) e detto canale di passaggio (3) presentano una parete di fondo (7), opposta a detta apertura (6).
- 5. Elemento di serraggio secondo la rivendicazione 4, in cui detto alloggiamento (5) presenta un perno (8) estendentesi da detta parete di fondo (7) e adatto ad inserirsi in un cavità (H) di detto provino (P), preferibilmente ricavata in corrispondenza di un testa (T).
- 6. Elemento di serraggio secondo una o più delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui detto alloggiamento (5) è controsagomato a detta testa (T) del provino (P).
- 7. Elemento di serraggio secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto corpo (2) è realizzato in materiale ad alta tenacità, preferibilmente acciaio.
- 8. Dispositivo di serraggio (100) di un provino per una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale comprendente due elementi di serraggio (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.
- 9. Provino (P) per una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale presentante conformazione allungata secondo una direzione di sviluppo prevalente con teste allargate trasversalmente rispetto ad una porzione centrale (C) di detto provino (P) in corrispondenza di una dimensione di riscontro di dette teste (T), in cui detto provino (P) presenta un cavità (H), preferibilmente ricavata in corrispondenza di una testa (T), detta cavità (H) essendo adatta a ricevere un perno (8) di un elemento di serraggio (1) della macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale.
- 10. Provino per una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale presentante conformazione allungata secondo una direzione di sviluppo prevalente con teste (T) allargate trasversalmente rispetto ad una porzione centrale (C) di detto provino (P) in corrispondenza di una dimensione di riscontro di dette teste (T), in cui detta testa (T) presenta conformazione arcuata, preferibilmente sferica, oppure trapezoidale.
- 11. Provino secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui ciascuna testa (T) del provino (P) è configurata per essere trattenuta da un elemento di serraggio secondo la rivendicazione 2 ed è almeno in parte controsagomata all’alloggiamento (5) di detto elemento di serraggio (1), in particolare controsagomata in corrispondenza di detta cavità (H) o di una parete di detta testa (T) convergente verso la porzione centrale (C) del provino (P).
- 12 Sistema per la caratterizzazione meccanica di un materiale comprendente un dispositivo di serraggio (100) secondo la rivendicazione 8 e una pluralità di provini (P) in particolare secondo la rivendicazione 9 o 10, ciascun provino (P) presentando conformazione allungata secondo una direzione di sviluppo prevalente con teste (T) allargate trasversalmente rispetto ad una porzione centrale (C) di detto provino (P) in corrispondenza di una dimensione di riscontro di dette teste (T).
- 13. Kit di serraggio di un provino per una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale, detto provino (P) presentando conformazione allungata secondo una direzione di sviluppo prevalente con teste (T) allargate trasversalmente rispetto ad una porzione centrale (C) di detto provino (P) in corrispondenza di una dimensione di riscontro di dette teste (T), detto elemento di serraggio (1), in cui detto kit di serraggio comprende un pluralità di elementi di serraggio (1) in accordo con una o più delle rivendicazioni da 2 a 7 presentanti alloggiamenti (5) di geometria differente ciascuno adatto a ricevere una testa (T) di un provino (P) di una pluralità di provini (P) aventi teste (T) con geometrie differenti.
- 14. Metodo di serraggio di un provino in una macchina per la caratterizzazione meccanica di un materiale comprendente predisporre un elemento di serraggio (1) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 7, predisporre un provino (P) presentante conformazione allungata secondo una direzione di sviluppo prevalente con teste (T) allargate trasversalmente rispetto ad una porzione centrale (C) di detto provino (P) in corrispondenza di una dimensione di riscontro di dette teste (T), inserire detta porzione centrale (C) di detto provino (P) all’interno del canale di passaggio (3) secondo una direzione trasversale a detta direzione di sviluppo prevalente in modo che ciascuna testa (T) vada a riscontro contro dette pareti di riscontro (4c).
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2141284A (en) * | 1936-03-30 | 1938-12-27 | Herbert J Woock | Tensile testing apparatus |
DE10242706A1 (de) * | 2002-09-13 | 2004-03-18 | Sobatec Gmbh | Form-Spannzeug |
FR2859532A1 (fr) * | 2003-09-08 | 2005-03-11 | Univ Orleans | Dispositif auto-alignant de traction pour femur |
WO2013004812A1 (fr) * | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Arts | Micromachine d`essais mecaniques de type traction et compression ayant une accessibilite optimisee |
CN203164050U (zh) * | 2013-03-29 | 2013-08-28 | 上海大学 | 超高强度钢板拉伸夹具装置 |
US20150323432A1 (en) * | 2014-05-09 | 2015-11-12 | Balhassn S. M. Ali | Pin loaded small one-bar specimen (OBS) |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2141284A (en) * | 1936-03-30 | 1938-12-27 | Herbert J Woock | Tensile testing apparatus |
DE10242706A1 (de) * | 2002-09-13 | 2004-03-18 | Sobatec Gmbh | Form-Spannzeug |
FR2859532A1 (fr) * | 2003-09-08 | 2005-03-11 | Univ Orleans | Dispositif auto-alignant de traction pour femur |
WO2013004812A1 (fr) * | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Arts | Micromachine d`essais mecaniques de type traction et compression ayant une accessibilite optimisee |
CN203164050U (zh) * | 2013-03-29 | 2013-08-28 | 上海大学 | 超高强度钢板拉伸夹具装置 |
US20150323432A1 (en) * | 2014-05-09 | 2015-11-12 | Balhassn S. M. Ali | Pin loaded small one-bar specimen (OBS) |
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