Issue 11

A. Pantano et alii, Frattura ed Integrità Strutturale, 11 (2009) 49-63; DOI: 10.3221/IGF-ESIS.11.05 60 modello numerico le proprietà dell’aria sono state prese come segue: modulo di comprimibilità 1.42  10 5 Pa e densità 1.2 kg/m 3 . Figura 14 : Foto del setup sperimentale per lo studio del fungo. Le onde ultrasonore generate in regime termoelastico attraversano il fungo e arrivano sul lato opposto rispetto alla sorgente dove è posizionato il trasduttore. Le onde ultrasonore attraversano quindi l’aria, per una distanza di 10 mm, prima di raggiungere il trasduttore che rileverà la variazione di pressione sulla sua superficie. Le Fig. 16 da a) ad i) plottano le mappe della pressione acustica, che è la deviazione della pressione locale dalla pressione ambiente causata da un’onda ultrasonora, nella sezione della porzione di aria tra la superficie della rotaia e il trasduttore non a contatto in nove istanti differenti. La sezione è normale all’asse della rotaia e passa per il centro di massa della porzione di aria. Come già visto in [26 , Fig. 14] per la rotaia senza difetto, le onde ultrasonore viaggiano attraverso il fungo in t 1 =11.4  s, quindi attraversano l’aria alla velocità di 343 m/s. Poiché la distanza in aria è di 10 mm, l’onda impiegherà t 2 =10/343000=29.1  s per raggiungere il trasduttore; cosi il tempo totale dallo sparo laser è t 1 + t 2 = 40  s. La Fig. 16a mostra le onde ultrasonore che viaggiano in aria dopo 20  10 -6 secondi dallo sparo laser. Come determinato, dopo circa 40  s l’onda raggiunge il trasduttore, ciò è mostrato i n Fig. 16c ed anche in Fig. 16 k dove è stato imposto un limite di 1  10 -8 N/mm 2 nella mappa della massima pressione acustica per evidenziare il fronte d’onda che arriva al tempo teorico, non chiaramente visibile in Fig. 16c. Nelle Fig. 16d, 16e, 16f si possono notare diverse onde che arrivano al trasduttore con una pressione acustica elevata; questo è confermato dall’analisi dei risultati sperimentali ottenuti nell’intervallo da 55  10 -6 a 70  10 -6 secondi. Le Fig. 16 da g) a i) m ostrano la mappa di pressione acustica per la parte finale dell’analisi. a) b) Figura 15 : a) Schema del setup sperimentale e b) modello agli elementi finiti della rotaia e della porzione di aria tra la superficie della rotaia e il trasduttore. Nella Fig. 17a il grafico mostra il segnale acquisito dal sensore piezoelettrico senza contatto. La Fig. 17b presenta la pressione acustica misurata dall’approccio numerico nel punto corrispondente al centro della superficie ricevente del sensore. Il tempo di arrivo della prima onda, indicata con il numero uno nelle Fig. 17a e 17b , è circa 40  s come trovato precedentemente dalla somma del tempo impiegato dall’onda longitudinale per attraversare il fungo e la porzione di aria. Dopo l’arrivo del primo gruppo di onde, viene registrato, sia dagli esperimenti che dall’analisi numerica, un gruppo di Laser beam Transducer Air gap 10 mm Air