LA SPERIMENTAZIONE ACUSTOELASTICA PER LO STUDIO DELLO SFORZO APPLICATO NEI MATERIALI

This thesis addresses the study of the acoustoelastic effect as a Non-Destructive Testing (NDT) methodology for characterizing the stress state within materials. Unlike characterization through Destructive Testing (DT), NDT allows the component or structure under analysis to remain unaltered, making this a topic of significant engineering interest. Among the available non-destructive techniques, acoustoelastic testing is based on analyzing the propagation velocity of ultrasonic waves within a body, which is strictly dependent on the stress state of the traversed medium. The study begins with the theoretical framework of linear elastodynamics, highlighting the link between elastic constants and the time of flight of ultrasonic waves. Subsequently, an experimental campaign is examined, aimed at mechanically characterizing construction material specimens subjected to controlled stress states using a testing machine, involving the acquisition of times of flight and the determination of the material's acoustoelastic coefficients.

Il presente lavoro di tesi affronta lo studio dell’effetto acustoelastico come metodologia di controllo non distruttivo (Nondestructive Testing – NDT) per la caratterizzazione dello stato di sforzo applicato all’interno dei materiali. A differenza della caratterizzazione mediante Destructive Tests (DT), gli NDT permettono di mantenere inalterato lo stato del componente o la struttura in analisi, per cui risulta essere un problema di rilevante interesse ingegneristico. Tra le tecniche non distruttive disponibili, la sperimentazione acustoelastica si basa sull’analisi della velocità di propagazione delle onde ultrasonore all’interno di un corpo, strettamente dipendente dallo stato tensionale del mezzo attraversato. Lo studio parte dal quadro teorico dell’elastodinamica lineare, evidenziando il legame tra le costanti elastiche e il tempo di volo delle onde ultrasonore; successivamente si esamina una campagna sperimentale volta a caratterizzare meccanicamente provini di materiali da costruzione sottoposti a stati di sforzo controllati mediante una macchina di prova, con acquisizione dei tempi di volo e determinazione dei coefficienti acustoelastici del materiale.