Progetto e realizzazione di un setup per l’analisi del rolling contact: risultati preliminari

Presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Università di Cagliari (DIMECA) è attiva, da alcuni anni, una linea di ricerca orientata alla valutazione dei principali parametri di contatto (forma e dimensioni dell’area nominale di contatto, area reale di contatto, distribuzione delle pressioni di contatto) in interfacce metalliche, mediante una tecnica sperimentale basata sull’impiego di onde ultrasoniche. L’applicazione di questo metodo ha consentito di ottenere informazioni su contatti a geometria semplice quali, ad esempio, quelli sfera-piano [1-2] su casi più complessi di rilevante impatto ingegneristico come quello relativo all’interazione tra ruota e rotaia ferroviaria [3-4]. Il principale punto di forza dell’indagine ultrasonica risiede nella sua capacità di fornire informazioni sullo stato del contatto a partire da misure del coefficiente di riflessione all’interfaccia, garantendo in tal modo sia la più completa non-invasività (nessun mezzo viene ad interporsi tra i corpi a contatto) e sia la possibilità di investigare “in process”. In particolare quest’ultima peculiarità permette di monitorare le variazioni del parametri di contatto in tempo reale (ad esempio a seguito di variazioni nel carico applicato o nella configurazione geometrica dell’accoppiamento) senza che sia necessario rimuovere i corpi per esaminare gli effetti che tali modifiche hanno generato. Appare importante sottolineare che, a tutt’oggi, la letteratura riporta esempi di impiego de metodo ultrasonico a problemi di contatto quasi esclusivamente nell’analisi di situazioni statiche. Tuttavia, è facilmente intuibile che la possibilità di estendere il campo di applicazione della tecnica a situazioni dinamiche, aumenterebbe in misura considerevole il range di casi di interesse ingegneristico potenzialmente testabili. In considerazione di ciò, il presente studio si pone come obiettivo principale quello di verificare la validità ed affidabilità del metodo ultrasonico per lo studio di situazioni dinamiche, con particolare riferimento a problemi di “rolling contact”.