Quande unn'articolaçion de ligamme a falla, i nòstri primmi pasci pe-o sòlito compòrtan de valuâ se a fòrsa de l'adexiva a l'é adeguâ, se o trattamento da superfiçie o l'é giusto, l'impregnaçion a l'é suffiçiente e i materiali no son invegiæ.
À tutti i mòddi, inte applicaçioin d’inzegneria reale, çerti guasti no comensan solo che co-a missa in deuvia; ciufito, i potençiæ reiseghi son za presenti unna vòtta che l'adexivo o s'é guario do tutto.
Sto reisego potençiâ o l'é a presensa de un stress interno ch'o l'arresta.
O l’é invixibile e diffiçile da mesuâ con preçixon direttamente, ma no mistico pe natua. In poule sence, l'adexivo o subisce un retraçion durante a induçion e o refrescamento; se o substrato d'in gio o restrinze a seu deformaçion libera, a porçion ch'a no se peu retrae a vëgne unna tenscion ch'a l'arresta drento do seu adexivo.
Ancheu, ve guiddiò tutti pe accapî à fondo sto conçetto.
0 1 Perché studiâlo?
I reiseghi do stress interno son de natua "immagazzinamento d'energia".
Dòppo l’induçion, o seu adexivo o l’immagazziña unna porçion d’energia de deformaçion elastica. St’energia chì a serve comme fòrsa motrixe de sotta pe-a succesciva delaminaçion interfaçiale, a propagaçion de microfesciue e a deformaçion de deformaçion.
Piggiemmo comme exempio a delaminaçion e a delaminaçion de l’interfaccia: e tenscioin interne s’ammuggian in sciâ carrega operativa, con provocâ che a tenscion reale de l’interfaccia a scompasse de lontan o valô de valutaçion carcolou into progetto-. In atre poule, fiña avanti che o seu adescivo o comense o serviçio formâ, l'interfaccia a l'é za soggetta à unn'eccesciva pre-tenscion.
Un atro exempio o l’é a deriva de preçixon, ch’a se demostra particolarmente negativa pe di assemblæ de preçixon comme di robot, di motoî e di componenti òttichi.
A poxiçion do nucleo magnetico into motô, l’allineamento di componenti òttichi e e dimenscioin de parte strutturale peuan tutte patî unna deriva à longo termine apreuvo a-o relascio gradduale de tenscioin interne. Se a-o comenso i componenti en conformi durante l’assemblaggio, ma mostran de deviaçioin dòppo çentanæa d’oe de fonçionamento, sti problemi de spesso ne vëgnan da-a presensa de tenscioin interne.
Pe de ciù, a vitta da fadiga a se reduxe. O stress interno o rappresenta un livello de stress medio à longo termine ch'o l'asbassa inte l'insemme a curva de vitta da fadiga. A combinaçion do çiclo de temperatua, umiditæ e vibraçioin de spesso a pòrta à de scituaçioin donde i produti passan e primme preuve ma no arriëscian durante a produçion de massa.
Pe quello, o stress interno o no l'é un problema segondäio, ma ciufito o prerequisito fondamentale pe l'affidabilitæ do ligamme. A determina no solo se peu avvegnî l’adexon, ma ascì pe quante tempo o ligamme o l’arresta stabile dapeu.
0 2 Da donde o stress interno o ne vëgne?
Pe accapî o stress interno, beseugna primma accapî a seu origine.
O stress interno durante a cura de l’adexivo o nasce fondamentalmente da doe qualitæ de çeppi che mostran unna tendensa à contraîse ma che no peuan fâlo effettivamente.
A primma categoria a l’é a retraçion de cura, conosciua ascì comme retraçion chimica.
Inti monòmeri liquidi, e molecole mantëgnan o contatto pe mezo de fòrse de van der Waals (interaçioin debole). No gh’é di ligammi chimichi tra i atomi de doe molecole; existan solo che vexin, con unna distansa tipica de 0.3-0.4 nm pöcassæ (ch’a representa a somma di raggi de van der Waals de tutte doe e molecole).
Durante a reaçion de polimerizzaçion se forma di ligammi covalenti tra di monòmeri. Se se piggia comme exempio o ligamme sencio C-C ciù commun, a seu longhixe de ligamme a l’é de 0.154 nm pöcassæ. Questo o veu dî che doe molecole che a-o comenso ean separæ da unna distansa sciortia de 0.35 nm pöcassæ oua vëgnan misse insemme pe fòrsa da un ligamme covalente con unna longhixe de 0.15 nm pöcassæ, co-o resultato de unna reduçion da distansa intermolecolare de ciù da meitæ. (Çifra)
À livello macroscòpico, a contraçion contemporanea de trilioni de ste cobbie molecolare a se manifesta comme reduçion de volumme. Sta chì a l’é unna conseguensa fixica ch’a no peu vegnî schivâ do tutto inte nisciuña reaçion de polimerizzaçion d’addiçion.
A segonda categoria a l’é o stress de discordansa termica.
Tanti adescivi an de beseugno de rescädamento pe cuâ. Dòppo l’induçion, quande vëgnan refrescæ da-a temperatua erta à quella de l’ambiente, i coeffiçenti d’espanscion termica de l’adexivo e do substrato differiscian.
O coeffiçente d’espanscion termica de l’adexivo o l’é tipicamente scignificativamente ciù erto che quello di materiali de base comme i metalli, i magneti e a porçellaña. Durante o refrescamento, l'adexivo o tende à contraîse ancon de ciù, ma o materiale de base o l'impedisce a seu contraçion libera, e donca o freña o seu adescivo e o l'induxe un stress interno ch'o l'arresta.
O conçetto ciù critico chì o l’é o ponto gel.
Avanti do ponto de gel, l'adexivo o l'arresta fluido e o peu scorî. Durante sta fase, fiña se se verifica unna contraçion, o materiale o peu descadenâ sta deformaçion pe mezo do flusso, da reorganizzaçion e do riempimento, reduxendo coscì a-o minimo l’ammuggiâse de stress interno.
Dòppo o ponto de gel, a scituaçion a cangia. Unna ræ à træ dimenscioin a comensa à formâse drento de l’adexivo e o materiale o passa da maniman da un liquido à un stato sòlido. Inte sta fase, o seu adexivo o piggia a capaçitæ de portâ carrega e o comensa à «arregordâse» di eventi de retraçion e de deformaçion che vëgnan apreuvo.
Dita à un atro mòddo, a porçion de contraçion ch’a se verifica dòppo o ponto gel a l’é davei propensa à generâ do stress interno.
Co-o passâ do tempo, o materiale o se solidifiche ancon de ciù e o seu Tg o monta delongo. Quande o Tg o scompassa a temperatua de fonçionamento corrente, o seu adescivo o passa da un stato de gomma à un stato de veddro.
Dòppo intrâ into stato de veddro, o mòdolo do seu adescivo o l'aumenta a-a spedia, e o rende ciù diffiçile o movimento do segmento da cadeña; de conseguensa, unna porçion do stress ch’a poeiva ëse relasciâ in passou a vëgne ancon ciù diffiçile da relasciâ.
Pe quello, o stress interno o peu ëse inteiso solo che comme:
Avanti do ponto gel: a contraçion a peu avvegnî sensa indue de lengê do stress.
Dòppo o ponto de gel: o seu de gel o comensa à formâ unna ræ e a retraçion ch’a vëgne apreuvo a ven preventiva.
Dòppo a vitrificaçion: o materiale o vëgne redden, co-e seu cadeñe molecolare immobilizzæ, cösa ch’a rende ciù diffiçile o relascio do stress.
Comme se sa tutti:
Tenscion=Mòdolo × Deformaçion
Tenscion interna finale ≈ mòdolo effettivo × (retraçion de induçion dòppo-gelaçion + deformaçion termica de discordansa) − relascio de relassamento
A deformaçion da discordansa de calô a peu vegnî inteisa comme:
Deformaçion de discordansa termica ≈ (coeffiçente d’espanscion termica de l’adexivo − coeffiçente d’espanscion termica do substrato) × differensa de temperatua effettiva
Solo a contraçion e a discordansa termica che se verifican dòppo o ponto de gel, moltiplicæ pe-o mòdolo ch’o cresce delongo, meno a porçion relasciâ pe mezo do relascio durante o proçesso, forman o stress interno netto finale.
Sta chì a l'é ascì a raxon pe-a quæ o stress interno o l'é diffiçile da studiâ: o no l'arriva à l'impruviso inte un solo momento, ma o s'ammuggia de maniman into corso di proçesci de induçion e refreidamento. Durante sto proçesso, a retraçion, a temperatua, o mòdolo e a capaçitæ do materiale de relasciâ o stress patiscian tutti di cangi continui.
03 Comme caratterizzâ: primma mesuâ o "resultato", e dapeu mesuâ a "causa".
Oua l'é reconosciuo pe commun che o stress interno o no l'arriva à l'impruviso inte un solo momento, ma ciufito o s'ammuggia de maniman into corso di proçesci de induçion e refreidamento.
Ògni parametro chì o cangia delongo: o tasso de contraçion, a temperatua, o mòdolo e fiña a capaçitæ do materiale de relasciâ o stress cangian tutti.
Donca, a caratterizzaçion do stress interno a no peu fâ confiansa solo che in sce un valô numerico sencio; o deve affrontâ a-o mæximo tempo doe domande:
Pe primma cösa, che quantitæ de stress ò de deformaçion a l’arresta a-a fin?
In segondo leugo, comme se forma sti stress into proçesso de cura?
Quande se parla de metodi de verifica, pe commun peuan ëse scompartii inte doe categorie.
Unna categoria a compòrta a mesuaçion diretta di exiti de tenscion ò de deformaçioin, tanto che l'atra a mesua i parametri intrinsechi do materiale pe stabilî di modelli.
Categoria 1: Mesuaçion diretta di exiti de tenscion ò deformaçion
Sta metodologia a se conçentra in sciâ determinaçion de l'estenscion da deformaçion ò do stress restante induto inta struttua dòppo che l'adexivo o l'é cuou.
O metodo ciù clascico o l’é a metodologia de curvatua do trave à cantilever ò bimateriale. L'adexivo o l'é applicou à de sottî feugge de metallo, wafer de siliçio ò atri mateiæ de substrato; durante a induçion, o retraçion de l'adexivo o pòrta a-o substrato à cegâse. Mesuando a curvatua in tempo reale e deuviando un metodo pægio à l’equaçion de Stoney, se peu carcolâ a tenscion media drento do seu adexivo. Sta metodologia a l'öfre i avvantaggi d'ëse intuitiva e ben stabilia, ch'a permette a visualizzaçion de curve che mostran comme o stress o cangia co-o tempo de cura.
Gh’é ascì a tecnica da grixella de Bragg à fibra (FBG). Incorporando de fibre ottiche drento de un seu de gel, o çeppo drento do gel o peu vegnî mesuou in tempo reale. Sto metodo o fornisce un riflesso ciù esatto do stato interno do gel in confronto a-e mesuaçioin da deformaçion da superfiçie da sola, sciben ch’o compòrta di costi ciù erti e unna complescitæ operativa ciù grande.
O monitoraggio da çeppo de cura inte di laminæ compòxiti pe mezo de un sensô òttico distribuio (fonte d’imagine)
Pe-i adexivi trasparenti se peu deuviâ ascì di metodi de fotoelastiçitæ ò de birefringensa pe osservâ a distribuçion do stress pe mezo da birefringensa induta da-o stress{0}}.
Pe de ciù, di metodi comme a trivellaçion, o campionamento do nucleo, a diffraçion à raggi X (XRD), a diffuxon di neutroin e l'analixi do spostamento de Raman peuan ëse addeuviæ ascì inte de condiçioin particolæ pe mesuâ o sostëgno ch'o l'arresta ò o deformaçion indiretta.