Optimization and design of tests for material characterization using simulated experiments

Abstract

Lo scopo del dottorato è creare una procedura simulativa per identificare e caratterizzare materiali, dunque per scoprirne le proprietà meccaniche. Le tecniche utilizzate sono: un metodo a campo intero come la correlazione di immagini digitali (DIC) per ottenere mappe di spostamento e deformazione sulla superficie di provini; un metodo inverso quale il metodo dei campi virtuali (VFM) per ottenere i parametri caratteristici. Ad oggi, per caratterizzare materiali complessi, sono necessari diversi test. L’utilizzo di DIC e del VFM invece permette di ottenere tali parametri eseguendo un unico test che mostri campi di deformazione eterogenei. Tale identificazione è però influenzata sia dalla geometria testata che dal set-up utilizzato. La ricerca ha come obiettivo la creazione di una procedura numerica che possa consigliare, a seconda del materiale da testare, una geometria ed un set-up ottimizzati tali da garantire i migliori parametri del materiale ricercato. Il simulatore incorpora tutte le incertezze sperimentali, che sono state studiate e debitamente approfondite durante la ricerca, che inficiano su un test reale cosi da renderlo affidabile e realistico. Molteplici esperimenti sono stati eseguiti e poi simulati per testare e validare la procedura numerica. Nella sua versione attuale, il simulatore permette di riprodurre numericamente ed in modo automatico (analisi DOE) diversi test variando i parametri di set-up e le dimensioni e geometrie dei provini. La procedura fornisce dunque tutti i parametri che garantiscano una identificazione realistica e valida, riducendo costi e tempistiche che sarebbero altrimenti decisamente maggiori qualora l’ottimizzazione venisse fatta sperimentalmente