Test meccanici ad alta frequenza per la validazione di un damper pseudoelastico ad alte prestazioni e verifiche post test del materiale

In this technical report, a civil damper is tested by dynamo-mechanical tests, at 0.5Hz, 1Hz and 2Hz for 1000 mechanical cycles. After tests, the pseudoelastic wires have been analyzed to evaluate the typology of fracture and the microstructural state of the pseudoelastic material. It was observed that the damping capacity, the dissipated energy and the maximum forces stabilize in the first 100 cycles; furthermore, dynamo-mechanical tests at 1Hz and 2Hz highlight the thermal effect due to the impossibility to dissipate the heat that is generated during the austenite-martensite exothermic transition and that is visible in the increase of loads during cycling. The thermal effect is absent in the tests at 0.5Hz. The morphology of the fractured surface has a typical feature of a fatigue fracture, having a region with the striation of the crack propagation departing from a nucleation site and a region characterized by dimples, typical of ductile materials. Finally, calorimetry shows a heterogeneous response of the pseudoelastic wires due to the different wire length and the imposed strain during tests.

Nel presente rapporto tecnico vengono presentati i risultati sperimentali di test meccanici eseguiti su un damper ad uso civile. Il dispositivo è stato testato alle frequenze di 0.5Hz, 1Hz, 2Hz per 1000 cicli. A fine prova, il materiale pseudoelastico è stato analizzato al fine di valutare il tipo di rottura riscontrato e la microstruttura dei campioni ciclati. Nei primi 100 cicli si osserva la stabilizzazione della capacità di damping, dell'energia dissipata e delle forze massime raggiunte in fase di carico. Inoltre, i test alle frequenze di 1Hz e 2Hz risentono dell'effetto termico dovuto all'impossibilità dei fili a dissipare il calore generato dalla reazione esotermica austenite-martensite detwinnata e visibile in un innalzamento dei carichi con il numero di cicli. L'effetto termico è assente invece per il test a 0.5Hz, per il quale si ipotizza che i fili riescano a dissipare il calore durante la prova. La morfologia della superficie di frattura è tipica dei test di fatica, con il punto di innesco, l'area di propagazione e la zona di rottura duttile con dimples. L'analisi calorimetrica evidenzia una risposta eterogenea dei fili pseudoelastici, dovuta alla lunghezza iniziale e allo strain imposto.