Il laboratorio High Strain Rate è diventato operativo nel 2021 e opera nel contesto dei laboratori Interdipartimentali. HSR offre competenze e strumentazioni sul tema del comportamento di materiali e componenti alle alte velocità di deformazione e vede coinvolti i seguenti Dipartimenti: Meccanica, Scienze e Tecnologie Aerospaziali, Civile e Ambientale, Elettronica-Informazione e Bioingegneria.

In particolare, le attività offerte dal laboratorio sono focalizzate sulla caratterizzazione dinamica di materiali e strutture di varia natura, con utilizzo nell’ambito dell’ingegneria meccanica, civile, aeronautica ed elettronica. Tra queste vi è la possibilità di effettuare prove ad impatto di strutture in materiale polimerico, composito, metallico e cementizio, eventualmente con la presenza di sensori. Tra le strumentazioni disponibili si evidenzia la nuova macchina del tipo Drop-Tower che permette di effettuare prove di caratterizzazione di estrema importanza in ambiente controllato e con una serie di dispositivi atti a misurare rilevanti grandezze fisiche legate all’impatto. Il sistema rappresenta un importante strumento di ricerca nella definizione di metodi di progettazione avanzati per condizioni di carico estreme. La possibilità di avere uno strumento che permetta di eseguire prove di impatto ripetibili e misurabili con estrema accuratezza, consente di poter disporre di un passaggio intermedio di validazione (nella definizione di metodi predittivi) tra la calibrazione del materiale e prove full scale. In particolare, lo strumento si presta molto bene per una attività legata alla valutazione del danno provocato da impatti a bassa velocità.

Attrezzatura a disposizione del laboratorio:

• Drop tower per prove d’impatto a caduta progettata per fornire energie fino a 700 J. Il sistema è in grado di acquisire le principali grandezze fisiche in gioco con una frequenza di campionamento fino a 3.5 MHz. E’ possibile utilizzare masse di impatto fino a qualche decina di kg con forze massime misurabili dell’ordine di 90 kN. La strumentazione è munita di differenti percussori strumentati è in grado di eseguire prove secondo gli standard EN 12390-1/EN 12390-5, ASTM 7136, ASTM 3763, ISO 6603, ISO 8256.
• Macchina di trazione veloce ad inversione. La macchina, inserita all’interno di una ulteriore torre di caduta, permette di effettuare prove di trazione veloce (velocità afferraggi 10 m/s energia >30 kJ).
• Cannone per prove di impatto 1. Masse da 20g a 150 g. Dimensioni fino a 50 mm di diametro. Velocità fino a 200 m/s.
• Cannone per prove di impatto 2. Masse da fino a 2 kg. Dimensioni fino a 120 mm di diametro. Velocità fino a 200 m/s.
• 3 sistemi di acquisizione Strainbook. Frequenze di campionamento 1Mhz aggregato. 8 canali ciascuno. Condizionamento di segnale per trasduttori di pressione, accelerazione e deformazione.
• Videocamera ad alta velocità.

Servizi offerti:

• Prove secondo gli standard EN 12390-1/EN 12390-5, ASTM 7136, ASTM 3763, ISO 6603, ISO 8256
• Prove di impatto ad alta e bassa velocità su coupon e su componenti

Il Dipartimento di Meccanica ha parte attiva nel laboratorio attraverso il Prof. Andrea Manes e i membri del suo gruppo di ricerca sulla tematica “Structural integrity under extreme loading conditions”. In particolare, il gruppo è attivo da diversi anni nella definizione di metodi di simulazione predittivi per progettare strutture sottoposte a carichi estremi quali, impatti, esplosioni, grandi deformazioni, rotture, etc. All’interno del gruppo di ricerca, collaborano al laboratorio HSR i dottorandi Mohammad Rezasefat Balasbaneh, Álvaro González Jiménez, Luca Lomazzi e Alessandro Vescovini.