ITMO20070270A1 - FABRIC OR REINFORCEMENT TAPE IN PSEUDOELASTIC MATERIAL FOR DAMPING VIBRATIONS IN ELEMENTS OF SUBJECTS - Google Patents
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Abstract
Description
Domanda di brevetto per invenzione dal titolo: TESSUTO O NASTRO DI RINFORZO IN MATERIALE PSEUDOELASTICO PER SMORZARE VIBRAZIONI IN ELEMENTI AD ESSE SOGGETTI Patent application for invention entitled: PSEUDOELASTIC MATERIAL REINFORCEMENT FABRIC OR TAPE TO DAMPEN VIBRATIONS IN ELEMENTS SUBJECT TO THEM
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Campo di applicazione Field of application
L’invenzione concerne: un tessuto o nastro di rinforzo in materiale pseudoelastico per smorzare vibrazioni in elementi ad esse soggetti, ossia un tessuto o nastro in cui è alloggiato un materiale pseudoelastico che per la particolare disposizione e l'applicazione in un elemento di un oggetto sottoposto a vibrazioni ne consente lo smorzamento interno, rendendo l’oggetto più vantaggiosamente usabile nello specifica realizzazione od impiego previsto. The invention relates to: a reinforcing fabric or tape in pseudoelastic material to dampen vibrations in elements subject to them, that is a fabric or tape in which a pseudoelastic material is housed which, due to the particular arrangement and application in an element of an object subjected to vibrations, it allows internal damping, making the object more advantageously usable in the specific construction or intended use.
Arte nota Known art
Nello stato della tecnica sono noti materiali più o meno rigidi che si oppongono alla vibrazione interna nello spessore del materiale stesso e rispondono alle leggi dell’elasticità ed ai noti coefficienti come il modulo elastico specifico di ciascun materiale anche composito. In the state of the art, more or less rigid materials are known that oppose the internal vibration in the thickness of the material itself and respond to the laws of elasticity and known coefficients such as the specific elastic modulus of each material, including composite.
Nello sviluppo tecnologico sono stati raggiunti livelli di progettazione tali in cui elementi costruttivi dell’oggetto sono sottoposti a tensioni e sollecitazioni che determinano l’applicazione di vibrazioni all’oggetto stesso, così da richiedere un approfondito studio e risoluzione del modo di smorzare tali vibrazioni senza per questo dimensionare diversamente l’elemento: strada progettuale, nota dalla analisi delle tensioni e deformazioni dalla scienza delle costruzioni, che conduce all'uso di materiali i più diversi, multistrato, impregnati con elementi di rinforzo meccanico interno applicati esternamente all’elemento o prodotti con l’elemento medesimo. In technological development, design levels have been reached such in which construction elements of the object are subjected to tensions and stresses that determine the application of vibrations to the object itself, so as to require an in-depth study and resolution of the way to dampen these vibrations without for this to dimension the element differently: design road, known from the analysis of stresses and deformations from construction science, which leads to the use of the most diverse materials, multilayer, impregnated with internal mechanical reinforcement elements applied externally to the element or products with the element itself.
Pertanto l’effetto di smorzare le vibrazioni è noto con l’uso di strati di rinforzo in materiale rigido prevalentemente impregnato ed applicato con resine termoindurenti, così il materiale rigido e la resina sempre rigida determinano un modulo elastico variabile dentro all’elemento così da non consentire un adeguato smorzamento di vibrazioni; per contro, maggiore risulta la rigidità del materiale (modulo elastico elevato) maggiore risulta la frequenza propria di vibrazione dell’elemento medesimo, così che l’elemento può risultare soggetto a frequenze più elevate di risonanza. Therefore the effect of damping vibrations is known with the use of reinforcement layers in rigid material mainly impregnated and applied with thermosetting resins, so the rigid material and the always rigid resin determine a variable elastic modulus inside the element so as not to allow adequate damping of vibrations; on the other hand, the higher the stiffness of the material (high elastic modulus), the higher the natural vibration frequency of the element itself, so that the element may be subject to higher resonance frequencies.
Nello stato della tecnica sono, inoltre, noti i materiali cosiddetti a “memoria di forma” noti con l’acronimo di SMA od anche dotati di “superelasticità” o "pseudoelesticità" cioè leghe metalliche in cui i componenti, determinano una trasformazione strutturale martensitico-austenitica a temperature prossime alla temperatura ambiente, sfruttandone la caratteristica trasformazione a scatto sia nel passaggio da martensite ad austenite, con riscaldamento, che nella trasformazione opposta da austenite in martensite, con il raffreddamento. In the state of the art, the so-called "shape memory" materials known with the acronym of SMA or also with "superelasticity" or "pseudoelesticity" are known, that is metal alloys in which the components determine a martensitic structural transformation. austenitic at temperatures close to room temperature, exploiting its characteristic snap transformation both in the transition from martensite to austenite, with heating, and in the opposite transformation from austenite into martensite, with cooling.
La più nota di queste leghe è il NiTiNOL che ha consentito di realizzare i cosiddetti materiali a memoria di forma usati nelle più varie tecnologie, compresa quella dei dispositivi di protesi chirurgica, nonché di realizzare dispositivi in cui la sollecitazione induca deformazioni dell’oggetto controllate al massimo valore ammesso per quell'oggetto così da sfruttare il ritorno elastico, o meglio pseudoelastico, che recupera la forma dell’oggetto medesimo ad evitare deformazioni eccessive e prevenirne la rottura. The best known of these alloys is NiTiNOL which has made it possible to create the so-called shape memory materials used in the most various technologies, including that of surgical prosthesis devices, as well as to create devices in which the stress induces deformations of the object controlled at the maximum value allowed for that object so as to exploit the elastic return, or rather pseudo-elastic, which recovers the shape of the object itself to avoid excessive deformations and prevent breakage.
Infine, sono noti nella tecnica materiali o elementi d’applicazione specificatamente studiati per lo smorzamento delle vibrazioni che usino detti materiali pseudoelastici ove fili di SMA sono stati disposti in senso longitudinale al senso della sollecitazione e deformazione (stress-strain) che presentano elevati quantitativi di filo SMA, fino anche al 10% in peso sul peso del materiale di supporto, cioè in notevole quantità per avere una risposta di smorzamento significativa. Finally, materials or application elements specifically designed for the damping of vibrations are known in the art which use said pseudoelastic materials where SMA wires have been arranged longitudinally to the direction of the stress and deformation (stress-strain) which present high quantities of SMA wire, even up to 10% by weight of the weight of the support material, i.e. in considerable quantities to have a significant damping response.
Tale stato della tecnica è suscettibile di un notevole progresso con la definizione di materiali impieganti componenti in tali leghe pseudoelastiche che possano essere vantaggiosamente utilizzate per smorzare le vibrazioni in elementi ad esse soggetti, quando tali materiali siano intimamente connessi a detti elementi soggetti a vibrazioni. This state of the art is susceptible of considerable progress with the definition of materials using components in such pseudoelastic alloys which can be advantageously used to dampen vibrations in elements subject to them, when such materials are intimately connected to said elements subject to vibrations.
Da quanto precede deriva la necessità della risoluzione del problema tecnico, che sta alla base della presente invenzione, di realizzare una disposizione dell'elemento componente, il nastro o tessuto in lega pseudoelastica, che permetta di controllare ed indirizzare il noto effetto pseudoelastico che esso nastro o tessuto può trasmettere all’elemento dell’oggetto sottoposto a vibrazioni col precipuo scopo di contenere e/o annullare dette vibrazioni. From the foregoing derives the need to solve the technical problem, which is the basis of the present invention, to provide an arrangement of the component element, the tape or fabric in pseudoelastic alloy, which allows to control and direct the known pseudoelastic effect that it tape or fabric can transmit to the element of the object subjected to vibrations with the main purpose of containing and / or canceling said vibrations.
Un altro scopo dell’invenzione è quello di realizzare una disposizione dell'elemento in lega pseudoelastica nel nastro o tessuto che consenta di controllare l'intensità e la direzionalità dell'intervento di smorzamento delle vibrazioni, utilizzando quantitativi di materiale pseudoelastico limitati. Another purpose of the invention is to provide an arrangement of the pseudoelastic alloy element in the tape or fabric that allows you to control the intensity and directionality of the vibration damping intervention, using limited quantities of pseudoelastic material.
Un ulteriore e non ultimo scopo della presente invenzione è quello di controllare la frequenza d’intervento nello smorzamento delle vibrazioni, legata o non legata al valore richiesto dell’intensità di smorzamento delle vibrazioni. A further and not least purpose of the present invention is to control the frequency of intervention in the damping of vibrations, linked or not linked to the required value of the vibration damping intensity.
Sommario dell'invenzione Summary of the invention
L'invenzione risolve il problema tecnico suddetto, adottando un tessuto o nastro di rinforzo in materiale pseudoelastico per smorzare vibrazioni in elementi ad esse soggetti, comprendente: uno strato di materiale in filo/i in materiale pseudoelastico, od SMA, con filo/i disposto/i nel piano dello strato; caratterizzato in ciò che presenta il/i filo/i in materiale pseudoelastico conformato/i in strisce di volute, orientate col passo delle volute nella direzione dell’ordito e con l’ampiezza delle volute nella direzione della trama. The invention solves the aforementioned technical problem by adopting a reinforcing fabric or tape in pseudoelastic material to dampen vibrations in elements subject to them, comprising: a layer of pseudoelastic material or SMA wire / s, with wire / s arranged / i in the plane of the layer; characterized in that the yarn (s) in pseudoelastic material conformed to strips of scrolls, oriented with the pitch of the scrolls in the direction of the warp and with the width of the scrolls in the direction of the weft.
In una vantaggiosa soluzione costruttiva: è presente almeno uno strato di materiale di supporto a rinforzare il tessuto o nastro; inoltre, le strisce di volute accostate nel piano possono essere realizzate con fili diversi e separati l'una dall’altra voluta. In an advantageous constructive solution: at least one layer of support material is present to reinforce the fabric or tape; in addition, the strips of volutes placed side by side on the top can be made with different threads and separated from each other volute.
Ulteriori forme di realizzazione dell'invenzione sono riassunte nelle rivendicazioni dipendenti. Further embodiments of the invention are summarized in the dependent claims.
Più ancora, vantaggiosamente, il tessuto o nastro presenta le strisce di volute con un passo o lunghezza d’onda di voluta compreso tra 2 e 20 mm . Inoltre, le strisce di volute presentano una ampiezza di voluta (F) compresa tra 3 e 20 mm. More still, advantageously, the fabric or tape has the scroll strips with a volute pitch or wavelength between 2 and 20 mm. Furthermore, the volute strips have a volute width (F) between 3 and 20 mm.
Inoltre, il tessuto o nastro suddetto presenta il filo od i fili in materiale pseudoelastico, od SMA, costituenti le volute aventi un diametro compreso tra 0,050 e 0,250 mm . Furthermore, the aforesaid fabric or tape has the thread or threads made of pseudoelastic material, or SMA, constituting the scrolls having a diameter between 0.050 and 0.250 mm.
In una ulteriore forma costruttiva, vantaggiosa, l'invenzione comprende una banda composita, con uno strato in materiale di rinforzo per resistere alle vibrazioni dell’elemento d'applicazione, in cui è presente un filo o fili in materiale pseudoelastico, od SMA, disposto/i nel/i piano/i dello strato; caratterizzata in ciò che presenta il/i filo/i in materiale pseudoelastico conformato/i in strisce di volute, orientate uniformemente tra loro nello/nei piano/i dello strato. Vantaggiosamente, la banda composita presenta il filo od i fili in materiale pseudoelastico, od SMA, disposto/i nel/i piano/i dello strato mediante un tessuto o nastro. In a further advantageous constructive embodiment, the invention comprises a composite band, with a layer of reinforcing material to resist the vibrations of the application element, in which there is a thread or threads made of pseudoelastic material, or SMA, arranged / i in the plane / s of the layer; characterized in that it has the wire (s) in pseudoelastic material shaped in strips of volutes, uniformly oriented to each other in the plane (s) of the layer. Advantageously, the composite band has the thread or threads made of pseudoelastic material, or SMA, arranged in the plane (s) of the layer by means of a fabric or tape.
Infine, in un’altra forma costruttiva, vantaggiosa, l'invenzione comprende un elemento strutturale composito, con uno strato in materiale di rinforzo per resistere alle vibrazioni nel dispositivo macchina a cui è destinato, in cui è presente un filo o fili in materiale pseudoelastico, od SMA, disposto/i nel/i piano/i dello strato; caratterizzato in ciò che presenta il/i filo/i in materiale pseudoelastico conformato/i in strisce di volute, orientate uniformemente tra loro nello/nei piano/i dello strato . Vantaggiosamente, l'elemento strutturale composito presenta il filo od i fili in materiale pseudoelastico, od SMA, disposto/i nel/i piano/i dello strato mediante un tessuto o nastro. Finally, in another advantageous constructional embodiment, the invention comprises a composite structural element, with a layer of reinforcing material to resist vibrations in the machine device for which it is intended, in which there is a wire or wires made of pseudoelastic material , or SMA, arranged in the plane / s of the layer; characterized in that it has the thread (s) in pseudoelastic material shaped in strips of volutes, uniformly oriented to each other in the plane (s) of the layer. Advantageously, the composite structural element has the thread or threads made of pseudoelastic material, or SMA, arranged in the plane (s) of the layer by means of a fabric or tape.
Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione, nella realizzazione di un tessuto o nastro di rinforzo, con componenti in materiale pseudoelastico, per smorzare vibrazioni in elementi ad esse soggetti, risulteranno dalla descrizione fatta qui di seguito di un esempio di realizzazione dato a titolo indicativo e non limitativo con riferimento alle tavole di disegno allegate. The characteristics and advantages of the present invention, in the realization of a reinforcing fabric or tape, with components in pseudo-elastic material, to dampen vibrations in elements subject to them, will result from the description given below of an example of embodiment given as an indication and not limitative with reference to the attached drawing tables.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
Un modo di attuare l’invenzione è illustrato, a puro titolo esemplificativo, nelle cinque tavole di disegno allegate in cui: One way to implement the invention is illustrated, purely by way of example, in the five attached drawing tables in which:
- Figura 1 è una rappresentazione schematica limitata di un nastro o tessuto, secondo l'invenzione, in cui è evidenziato il materiale con proprietà pseudoelastiche ed il modo di fissaggio dello stesso agli altri componenti il nastro; - Figure 1 is a limited schematic representation of a tape or fabric, according to the invention, in which the material with pseudoelastic properties and the way of fixing it to the other components of the tape are highlighted;
- Figura 2 è la vista schematica in pianta di una voluta di filo in materiale pseudoelastico; - Figure 2 is the schematic plan view of a wire volute made of pseudoelastic material;
- Figura 3 è una vista schematica in prospettiva di un nastro secondo l'invenzione in materiale pseudoleastico; - Figure 3 is a schematic perspective view of a belt according to the invention in pseudoleastic material;
- Figura 4 è la vista schematica di una prima disposizione di strisce di volute accostate in un piano del tessuto o nastro secondo l'invenzione; - Figure 4 is the schematic view of a first arrangement of strips of scrolls placed side by side in a plane of the fabric or ribbon according to the invention;
- Figura 5 è la vista schematica di una seconda disposizione di strisce di volute sfalsate di un quarto di voluta e lievemente sovrapposte in un piano del tessuto o nastro secondo l'invenzione; Figure 5 is the schematic view of a second arrangement of strips of volutes offset by a quarter of a volute and slightly superimposed in a plane of the fabric or ribbon according to the invention;
- Figura 6 è la vista schematica di una terza disposizione di strisce di volute a sfalsate di mezza voluta, allineate e lievemente sovrapposte in un piano del tessuto o nastro secondo l’invenzione; - Figure 6 is the schematic view of a third arrangement of half-volute staggered volute strips, aligned and slightly overlapping in a plane of the fabric or ribbon according to the invention;
- Figura 7 è la vista schematica di una quarta disposizione di strisce di volute accostate, suddivise in due piani sovrapposti, ciascuno con la disposizione di Figura 4; le volute sui due piani risultano sfalsate di un quarto di voluta e lievemente sovrapposte; essi piani di strisce di volute essendo inseriti affacciati in un piano interno del tessuto o nastro secondo l'invenzione; - Figure 7 is the schematic view of a fourth arrangement of strips of juxtaposed scrolls, divided into two superimposed planes, each with the arrangement of Figure 4; the volutes on the two levels are offset by a quarter of a volute and slightly overlapping; these planes of swirl strips being inserted facing each other in an internal plane of the fabric or ribbon according to the invention;
- Figura 8 è la vista schematica di una quinta disposizione di strisce di volute accostate, suddivise su due piani sovrapposti, ciascuno con la disposizione di Figura 4; le volute sui due piani risultano con file sfalsate di mezza voluta e tra loro allineate; essi piani di strisce di volute essendo inseriti affacciati in un piano interno del tessuto o nastro secondo l'invenzione; Figure 8 is the schematic view of a fifth arrangement of strips of juxtaposed volutes, divided into two superimposed planes, each with the arrangement of Figure 4; the volutes on the two floors result in staggered rows of half volutes and aligned with each other; these planes of swirl strips being inserted facing each other in an internal plane of the fabric or ribbon according to the invention;
- Figura 9 è la vista schematica di una sesta disposizione di strisce di volute accostate su due piani sovrapposti, ciascuno con la disposizione di Figura 4; le volute sui due piani risultano tra loro sfalsate di un ottavo di voluta; essi piani di strisce di volute essendo inseriti affacciati in un piano interno del tessuto o nastro secondo l’invenzione; - Figure 9 is the schematic view of a sixth arrangement of strips of spirals placed side by side on two superimposed planes, each with the arrangement of Figure 4; the volutes on the two floors are offset from each other by an eighth of a volute; they planes of volute strips being inserted facing each other in an internal plane of the fabric or ribbon according to the invention;
- Figura 10 è la vista schematica di una settima disposizione di strisce di volute accostate, suddivise in tre piani sovrapposti, ciascuno con la disposizione di Figura 4; le volute sui tre piani risultano sfalsate tra loro di un terzo di voluta e lievemente sovrapposte; essi piani di strisce di volute essendo inseriti affacciati in un piano interno del tessuto o nastro secondo l’invenzione; - Figure 10 is the schematic view of a seventh arrangement of strips of juxtaposed scrolls, divided into three superimposed planes, each with the arrangement of Figure 4; the volutes on the three levels are offset from each other by a third of the volute and slightly overlapping; they planes of volute strips being inserted facing each other in an internal plane of the fabric or ribbon according to the invention;
- Figura 11 è la rappresentazione in un diagramma schematico della trasformazione strutturale del reticolo di formazione della lega in materiale pseudoelastico, in cui è visibile la deformazione a scatto tra due tensioni lievemente differenti e la corrispondente grande deformazione dovuta a tale fenomeno noto per la suddetta lega. - Figure 11 is the representation in a schematic diagram of the structural transformation of the alloy formation lattice into pseudoelastic material, in which the snap deformation between two slightly different stresses and the corresponding large deformation due to this known phenomenon for the aforementioned alloy is visible .
Descrizione dettagliata di una preferita forma di realizzazione Nella Figure 1 sono visibili: un nastro 1, secondo l’invenzione, su cui sono disposte tre strisce 2 di volute 3 con filo in materiale pseudoelastico; ciascuna striscia è legata nella posizione di formazione delle volute 3 con un semplice punto a catenella 4, per mantenere posizionate le volute 3 durante la produzione del nastro 1. L’ordito O indica la direzione di costruzione del nastro/tessuto, mentre la direzione T della trama indica la direzione di sollecitazione delle tensioni nel nastro/tessuto e delle conseguenti deformazioni. Detailed description of a preferred embodiment In Figure 1 you can see: a tape 1, according to the invention, on which three strips 2 of volutes 3 with thread in pseudoelastic material are arranged; each strip is tied in the position of formation of the scrolls 3 with a simple chain stitch 4, to keep the scrolls 3 positioned during the production of the web 1. The warp O indicates the direction of construction of the web / fabric, while the direction T of the weft indicates the direction of stress of the tensions in the web / fabric and of the consequent deformations.
Nella Figura 2, in cui è rappresentata una singola voluta 3 di un striscia 2, sono indicate con L il passo e con F l'ampiezza della voluta ottenuta piegando il filo in materiale pseudoelastico. In Figure 2, in which a single volute 3 of a strip 2 is represented, the pitch is indicated by L and the width of the volute obtained by bending the thread in pseudo-elastic material with F.
Nella Figura 3 sono visibili gli strati del nastro/tessuto su cui sono applicate le strisce di volute di cui alla Figura 1. Gli strati sono costituiti da un primo strato 4 di fibre di rinforzo in senso longitudinale all'ordito; un secondo strato 5 di fibre di rinforzo nel senso della trama è applicato al precedente; a completamento del nastro/tessuto può essere presente un ulteriore strato o core 6, che nel caso di costruzione direttamente di un materiale composito può non essere usato. Figure 3 shows the layers of the tape / fabric on which the volute strips of Figure 1 are applied. The layers consist of a first layer 4 of reinforcing fibers longitudinally to the warp; a second layer 5 of reinforcing fibers in the sense of the weft is applied to the previous one; to complete the web / fabric, there may be a further layer or core 6, which in the case of direct construction of a composite material may not be used.
Nelle Figure da 4 a 10 le varie forme di disposizione di strisce 2 di volute 3 sono differenziate per il quantitativo e la parziale sovrapposizione delle strisce e/o delie volute. In Figures 4 to 10 the various forms of arrangement of strips 2 of volutes 3 are differentiated by the quantity and partial overlapping of the strips and / or volutes.
Infatti, la Figura 4 rappresenta uno schema di strisce 2 con volute 3 come quello raffigurato nelle Figure 1 e 3. In fact, Figure 4 represents a pattern of strips 2 with scrolls 3 like the one shown in Figures 1 and 3.
Inoltre, nella Figura 5 due file di strisce 7 accostate sono sfalsate di Q cioè di un quarto del passo L di voluta. Furthermore, in Figure 5 two rows of side-by-side strips 7 are offset by Q, ie by a quarter of the volute pitch L.
Inoltre, nella Figura 6 due file di strisce 8 accostate sono sfalsate di M cioè di un mezzo passo L di voluta. Furthermore, in Figure 6, two rows of side-by-side strips 8 are offset by M, that is, by a half volute pitch L.
Inoltre, nella Figura 7 due file di strisce 9a in un piano e 9b nell’altro sono sfalsate di Q cioè di un quarto del passo L di voluta. Furthermore, in Figure 7 two rows of strips 9a in one plane and 9b in the other are offset by Q, i.e. by a quarter of the volute pitch L.
Analogamente alla Figura 6, nella Figura 8 due file di strisce 10a in un piano e 10b nell’altro sono sfalsate di M cioè di un mezzo passo L di voluta. Similarly to Figure 6, in Figure 8 two rows of strips 10a in one plane and 10b in the other are offset by M, that is, by a half volute pitch L.
Analogamente alla Figura 7, nella Figura 9 due file di strisce 11 a in un piano e 11 b nell’altro sono sfalsate di V cioè di un ottavo di passo L di voluta. Similarly to Figure 7, in Figure 9 two rows of strips 11 a in one plane and 11 b in the other are offset by V, that is, by an eighth of the volute pitch L.
Analogamente alle Figure precedenti, nella Figura 9 tre file di strisce 12a in un piano, 12b in un secondo piano e 12c in un terzo piano sono sfalsate di Z cioè di un terzo di passo L di voluta. Similarly to the previous Figures, in Figure 9 three rows of strips 12a in one plane, 12b in a second plane and 12c in a third plane are offset by Z, i.e. by a third of the volute pitch L.
Infine, nel diagramma di Figura 11 è visibile lo schema di carico del filo metallico delle volute. Durante il carico, da o a σ', la tensione nel filo di materiale pseudoelastico, varia di poco, mentre la deformazione ε' risulta molto più grande di ε. Durante la variazione delle tensioni, tipica delle sollecitazioni a fatica con vibrazioni, il materiale è sottoposto ad un continuo tensionamento e allentamento, così il filo metallico deve compiere più cicli, pari alla frequenza della vibrazione, e ad ogni ciclo dissipa nella trasformazione di fase l'energia immagazzinata nella deformazione, riducendone così drasticamente la loro ampiezza. Finally, the diagram of Figure 11 shows the loading diagram of the metal wire of the scrolls. During the load, from o to σ ', the tension in the wire of pseudoelastic material varies little, while the strain ε' is much larger than ε. During the variation of the tensions, typical of fatigue stresses with vibrations, the material is subjected to continuous tensioning and loosening, so the metal wire must perform several cycles, equal to the frequency of the vibration, and at each cycle it dissipates in the transformation of phase l energy stored in the deformation, thus drastically reducing their amplitude.
Il nastro/tessuto secondo l'invenzione è prodotto "sovrapponendo" il filo metallico in materiale pseudoelastico su altre fibre di rinforzo (vetro, carbonio, aramidi, etc.) disposte in senso longitudinale ed ivi bloccate con l'ausilio di altri fili che vengono inseriti in senso trasversale (senza incrocio sopra-sotto o crimp tra i fili). Nella realizzazione di un composito, la direzione delle fibre è generalmente quella del massimo sforzo (in compressione o trazione) e ne consegue che le volute 3 sono allineate nella medesima direzione T, che può, prevalentemente, essere quella ottimale per massimizzare l'assorbimento delle vibrazioni che si producono. The tape / fabric according to the invention is produced by "superimposing" the metallic thread in pseudoelastic material on other reinforcing fibers (glass, carbon, aramides, etc.) arranged in a longitudinal direction and blocked there with the aid of other threads which are inserted transversely (without top-bottom crossing or crimp between the wires). In the realization of a composite, the direction of the fibers is generally that of the maximum effort (in compression or traction) and it follows that the volutes 3 are aligned in the same direction T, which can, mainly, be the optimal one to maximize the absorption of the vibrations that are produced.
Và però detto, che la disposizione similmente alla sinusoidale raffigurata (nella realtà meno precisa di quanto visibile nelle Figure), copre in modo prossimo all’ “isotropico" tutta la superficie del tessuto o nastro e, pertanto, gli aspetti negativi suddetti vengono minimizzati. However, it must be said that the arrangement similar to the sinusoidal depicted (in reality less precise than what is visible in the Figures), covers the entire surface of the fabric or tape in a way that is close to the "isotropic" and, therefore, the aforementioned negative aspects are minimized.
Nelle prove effettuate il diametro del filo è risultato vantaggioso se compreso tra 0,050 e 0,250 mm, mentre le volute sono state formate con ampiezza (F) tra 3 e 20 mm ed una lunghezza d'onda (L) tra 2 a 20 mm . In the tests carried out, the diameter of the wire was found to be advantageous if between 0.050 and 0.250 mm, while the scrolls were formed with an amplitude (F) between 3 and 20 mm and a wavelength (L) between 2 and 20 mm.
La produzione di tessuti o nastri può avvenire con larghezza da 3 a 1600 mm e lunghezza (teoricamente) infinita. The production of fabrics or ribbons can take place with a width from 3 to 1600 mm and (theoretically) infinite length.
Sono utilizzate resine normalmente termoindurenti (epossidiche, poliestere, vinilestere, furaniche, etc.) per impregnare il nastro o tessuto e renderlo cooperante con l’oggetto in cui deve essere applicato. Normally thermosetting resins (epoxy, polyester, vinylester, furanic, etc.) are used to impregnate the tape or fabric and make it cooperate with the object in which it is to be applied.
L’impregnazione di resina può avvenire sia per applicazione diretta manuale (pennello, rullo etc.) che per infusione o per estrusione con trazione del medesimo, ricavando così una bandella rigida che sarà successivamente incollata all’oggetto finale . Il nastro od il tessuto possono essere inseriti tal quali o con altri tessuti di rinforzo nella struttura del manufatto od oggetto su cui è destinato a smorzare le vibrazioni, e quindi impregnati di resina come detto. The resin impregnation can take place either by direct manual application (brush, roller etc.) or by infusion or by extrusion with traction of the same, thus obtaining a rigid strip that will subsequently be glued to the final object. The tape or the fabric can be inserted as such or with other reinforcing fabrics in the structure of the article or object on which it is intended to dampen vibrations, and then impregnated with resin as said.
In un’altra possibilità di applicazione il nastro od il tessuto possono essere inseriti tal quali o con altri tessuti di rinforzo tra fogli di materiale termoplastico e quindi stampati fino ad ottenere il manufatto od oggetto entro cui è destinato a smorzare le vibrazioni. In another possibility of application, the tape or fabric can be inserted as such or with other reinforcing fabrics between sheets of thermoplastic material and then printed until the product or object within which it is intended to dampen vibrations is obtained.
I vantaggi maggiori nello smorzamento delle vibrazioni sono ottenibili con materiali termoindurenti (alto modulo) che trasferiscono bene l'energia al filo in materiale pseudoelastico, permettendo la dissipazione, mentre con materiali termoplastici (basso modulo elastico) sono stati provati e non hanno assicurato un effetto di smorzamento simile, quasi che il filo in materiale pseudoelastico non risultasse adeguatamente sollecitato. The greatest advantages in damping vibrations are obtainable with thermosetting materials (high modulus) which transfer energy well to the pseudoelastic material wire, allowing dissipation, while with thermoplastic materials (low modulus of elasticity) they have been tested and have not ensured an effect. of similar damping, as if the pseudoelastic material wire was not adequately stressed.
In una prova d’applicazione del nastro è stato impiegato nella produzione di un paio di sci, inserendolo sia sull'asse di trazione che sull'asse di compressione delle tensioni longitudinalmente allo sci. I risultati ottenuti sono stati confortanti e, sottoposto a prova di laboratorio, i tester hanno evidenziato l'assenza di vibrazioni, inoltre, in prova sulla pista, anche una notevole stabilità nelle buche che si formano vicino alle porte. In an application test, the tape was used in the production of a pair of skis, inserting it both on the traction axis and on the compression axis of the tensions longitudinally to the ski. The results obtained were comforting and, subjected to laboratory tests, the testers highlighted the absence of vibrations, moreover, in the test on the track, also a remarkable stability in the holes that form near the doors.
I vantaggi ottenuti da questa invenzione sono: il nastro/tessuto 1 , secondo l'invenzione, presentando i fili in materiale metallico pseudoelastico organizzati e disposti in strisce di volute orientate, sfrutta quasi completamente la caratteristica del materiale impiegato, facendolo lavorare nel campo ad isteresi marcata tra le tensioni e le deformazioni, dissipando energia durante le sollecitazioni e diminuendo la conseguente risposta elastica tipica dei materiali ad elevato modulo elastico, che notoriamente presentano anche buone caratteristiche meccaniche in risposta alle sollecitazioni. Questo risulta un grande vantaggio rispetto all'impiego di fili disposti solo longitudinalmente alla direzione prevalente tensioni/deformazioni noti nella tecnica. La deformazione previa alla composizione del nastro/tessuto o materiale composito porta ad introdurre all'interno del filo stesso, quello stress che viene sfruttato nella struttura pseudo-sinusoidale, per portare il materiale a lavorare e dissipare energia nella zona ottimale del grafico tensioni/deformazioni (o Stress/Strain). The advantages obtained by this invention are: the tape / fabric 1, according to the invention, having the threads in pseudoelastic metal material organized and arranged in strips of oriented scrolls, almost completely exploits the characteristic of the material used, making it work in the hysteresis field marked between tensions and deformations, dissipating energy during stresses and decreasing the consequent elastic response typical of materials with a high elastic modulus, which notoriously also have good mechanical characteristics in response to stresses. This is a great advantage with respect to the use of wires arranged only longitudinally to the prevailing tension / deformation direction known in the art. The deformation prior to the composition of the tape / fabric or composite material leads to the introduction into the yarn itself that stress that is exploited in the pseudo-sinusoidal structure, to bring the material to work and dissipate energy in the optimal area of the tension / deformation graph. (or Stress / Strain).
Il nastro/tessuto viene prodotto con la tecnica della maglieria in catena (vantaggiosamente con la tecnologia delle macchine a crochet) che permette di produrre tessuti in cui i vari strati non sono intrecciati come in un tessuto tradizionale, ma semplicemente appoggiati gli uni sugli altri e quindi legati tra loro da un filo di catenella. Questo effetto risulta vantaggioso, in quanto, nel campo dei materiali compositi l'assenza di crimp (intreccio) tra strati, riduce i fenomeni di de-laminazione del composito. The ribbon / fabric is produced with the technique of chain knitting (advantageously with the technology of crochet machines) which allows to produce fabrics in which the various layers are not intertwined as in a traditional fabric, but simply placed on each other and then linked together by a chain thread. This effect is advantageous, since, in the field of composite materials, the absence of crimp (intertwining) between layers reduces the de-lamination phenomena of the composite.
Nell'attuazione pratica i materiali, le dimensioni, i particolari esecutivi potranno essere diversi da quelli indicati, ma ad essi tecnicamente equivalenti, senza per questo uscire dal dominio giuridico della presente invenzione. In the practical implementation, the materials, the dimensions, the executive details may be different from those indicated, but technically equivalent to them, without thereby departing from the legal domain of the present invention.
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