Standardizzazione della caratterizzazione materiali metallici e creazione del relativo database

INTRODUZIONE Correva l’anno 1899 quando in Italia veniva inaugurata la Fabbrica Italiana di Automobili Torino (FIAT), il cui scopo era quello di imbrigliare i cavalli che fino ad allora avevano trainato le carrozze, per confinarli all’interno di un motore. Questo, collegato ad organi meccanici ed infine ad assili e carrozzeria veniva poi battezzata “automobile”. I materiali strutturali utilizzati erano fondamentalmente acciaio e legno, negli anni successivi quest’ultimo è stato sostituito dalle leghe del ferro che hanno preso il sopravvento, avendo caratteristiche migliori. Anche se l’automobile è tutt’ora costituita da un motore che la spinge, da organi meccanici e da una carrozzeria, negli anni i cambiamenti sono stati molti: estetici, in termini di performance, di sicurezza, di consumi e molto altro. La ricerca di migliorie nel campo dei materiali non si è mai arrestata ed è ancora oggi fonte di studi e continue ricerche. I materiali metallici vengono studiati e proposti dalle acciaierie su richiesta delle case produttrici di veicoli che ricercano materiali sempre più resistenti e performanti a costi non elevati. L’acciaio è il materiale utilizzato per la maggiore, sia per pezzi strutturali che da estetica. Acciaio è un termine generico indicante una lega ferro carbonio, in realtà esistono moltissimi tipi di acciai, ognuno con caratteristiche differenti e adatto ad uno specifico utilizzo. Le varie tipologie di leghe e le rispettive caratteristiche sono note ed ottenute tramite sperimentazioni varie eseguite in laboratori di ricerca che non sempre utilizzano le stesse attrezzature e metodologie. Lo scopo del mio dottorato di ricerca è stato quello di capire quali fossero i dati dei materiali necessari, standardizzare le prove da effettuare e creare infine un database materiali-caratteristiche oggettivo, di facile accesso e lettura. La nascita di un’auto segue un ciclo predefinito che vede in prima battuta i centri stile disegnare un’estetica nuova, questa viene poi tradotta in curve matematiche che vengono date in pasto ad un calcolatore che simula (con le caratteristiche dei materiali scelti) lo stampaggio o la formatura. Dopo le dovute correzioni di forma si passa quindi all’assemblaggio ed alla prova di crash, entrambi virtuali per arrivare quindi alla costruzione di prototipi ed ai test reali. Le simulazioni cercano di riprodurre, nel modo più fedele possibile, ciò che accade nella realtà. I materiali hanno comportamento diverso a seconda della velocità con cui vengono deformati e quindi i programmi agli elementi finiti necessitano delle curve comportamentali a diverse velocità di deformazione (strain rate). Nel mio elaborato si sono individuate le curve ai differenti strain rate necessarie a quanto