Un ponte pedonale realizzato interamente in GFRP mediante pultrusione ha iniziato a sviluppare fessurazioni longitudinali visibili mesi dopo la sua installazione. L'ispezione visiva non è riuscita a determinare l'origine del guasto. Si è ricorsi a un'analisi tridimensionale mediante ultrasuoni digitalizzati per mappare l'interno delle travi, rivelando vaste aree con mancanza di impregnazione di resina nel nucleo del profilo.
Flusso di Lavoro: Scansione, Ispezione e Simulazione in nCode 🔬
Il processo tecnico è iniziato con l'acquisizione di dati volumetrici tramite un array di trasduttori ultrasonici sincronizzati, generando una nuvola di punti tridimensionale dell'interno del materiale. Questa nuvola è stata importata in GOM Inspect per allineare il modello CAD nominale con la geometria reale del difetto. Sono stati identificati vuoti di resina fino a 8 mm di lunghezza nella zona centrale della trave. Successivamente, è stata esportata una mesh di elementi finiti in Siemens Simcenter, dove sono state assegnate proprietà ortotropiche del GFRP. Il modello è stato caricato con condizioni al contorno di traffico pedonale ciclico. Infine, la storia delle tensioni è stata trasferita a nCode DesignLife per eseguire un'analisi di fatica multiassiale, prevedendo una vita utile ridotta del 60% a causa della concentrazione di tensioni ai bordi dei vuoti.
Implicazioni per il Controllo Qualità nella Pultrusione ⚙️
La metodologia ha dimostrato che il guasto non era dovuto a una progettazione strutturale inadeguata, ma a un difetto di fabbricazione interno. La mancanza di impregnazione agisce come un intaglio interno che avvia la delaminazione sotto carichi di flessione ripetitivi. Questo caso convalida la necessità di integrare sistemi di ispezione volumetrica 3D e simulazione della fatica nella linea di produzione dei profili pultrusi, consentendo di rilevare le zone critiche prima della messa in servizio.
Quali metodologie di simulazione agli elementi finiti consentono di prevedere con maggiore precisione la propagazione della delaminazione nei profili pultrusi in GFRP sotto carichi ciclici di fatica?
(PS: La fatica dei materiali è come la tua dopo 10 ore di simulazione.)