Tesi etd-01232026-105333 |
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Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
ERRICO, SELINA
URN
etd-01232026-105333
Titolo
Analisi sperimentale di profili sottili: comportamento a compressione e studio delle imperfezioni geometriche
Dipartimento
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA STRUTTURALE E EDILE
Relatori
relatore Prof. Morelli, Francesco
relatore Ing. Natali, Agnese
relatore Ing. Natali, Agnese
Parole chiave
- acciaio formato a freddo
- buckling curve
- cold-formed steel
- compression
- compressione
- curva di instabilità
- elastic buckling
- geometric imperfections
- imperfezioni geometriche
- instabilità elastica
- measurement techniques
- montante di scaffalatura
- rack column
- tecniche di misura
Data inizio appello
18/02/2026
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
18/02/2066
Riassunto
La presente tesi analizza l’influenza delle imperfezioni geometriche iniziali sulle forme di instabilità e sul carico critico di profili sottili formati a freddo, utilizzati come montanti nei sistemi di scaffalatura industriale. Tali elementi strutturali, caratterizzati da sezione aperta ad omega, mono-simmetria e presenza di forature, risultano sensibili ai fenomeni di instabilità elastica di tipo locale, distorsionale e globale, nonché alle interazioni tra questi modi.
L’attività sperimentale si basa su un’ampia campagna di prove, condotta su 92 montanti di scaffalature aventi nove diverse lunghezze e due diversi spessori. La geometria iniziale dei provini è stata acquisita mediante scansione laser 3D e, successivamente, analizzata attraverso programmi di metrologia, che consentissero il confronto di tali geometrie con modelli CAD nominali. A seguito della creazione di piani di sezione ogni 15 mm, è stata calcolata la divergenza tra la posizione nominale e la posizione reale di punti significativi delle sezioni, potendo così ricostruire l’andamento della divergenza lungo la lunghezza dei profili. Tale analisi ha permesso l’identificazione di imperfezioni geometriche comuni a tutti i provini e l’andamento delle stesse al crescere della lunghezza o al variare dello spessore.
I profili sono stati successivamente sottoposti a prove di compressione assiale, registrando il carico massimo e osservando sperimentalmente le forme di instabilità. L’analisi dei risultati ha permesso la ricerca di correlazioni tra specifiche imperfezioni geometriche iniziali, la modalità di collasso osservata e il valore del carico critico, al fine di determinare la dipendenza del comportamento all’instabilità dalla geometria iniziale.
This thesis examines the influence of initial geometric imperfections on the instability modes and critical load of cold-formed thin-walled profiles used as uprights in industrial racking systems. These structural members, characterized by an open omega-shaped cross-section, monosymmetry, and the presence of perforations, are sensitive to elastic local, distortional, and global buckling phenomena, as well as to interactions among these modes.
The experimental investigation is based on an extensive test campaign carried out on 92 racking uprights with nine different lengths and two thicknesses. The initial geometry of the specimens was acquired through 3D laser scanning and subsequently analyzed using metrology software to compare the measured geometries with nominal CAD models. Sectional planes spaced at 15 mm were generated, and the deviation between nominal and actual positions of significant cross-sectional points was evaluated, allowing the imperfection profiles along the member length to be reconstructed. This analysis enabled the identification of geometric imperfections common to all specimens and their variation with length and thickness.
The profiles were then subjected to axial compression tests, during which the maximum load and the corresponding instability modes were recorded. The results were analyzed to investigate correlations between specific initial geometric imperfections, observed failure modes, and critical load values, with the aim of assessing the dependence of instability behavior on the initial geometry.
L’attività sperimentale si basa su un’ampia campagna di prove, condotta su 92 montanti di scaffalature aventi nove diverse lunghezze e due diversi spessori. La geometria iniziale dei provini è stata acquisita mediante scansione laser 3D e, successivamente, analizzata attraverso programmi di metrologia, che consentissero il confronto di tali geometrie con modelli CAD nominali. A seguito della creazione di piani di sezione ogni 15 mm, è stata calcolata la divergenza tra la posizione nominale e la posizione reale di punti significativi delle sezioni, potendo così ricostruire l’andamento della divergenza lungo la lunghezza dei profili. Tale analisi ha permesso l’identificazione di imperfezioni geometriche comuni a tutti i provini e l’andamento delle stesse al crescere della lunghezza o al variare dello spessore.
I profili sono stati successivamente sottoposti a prove di compressione assiale, registrando il carico massimo e osservando sperimentalmente le forme di instabilità. L’analisi dei risultati ha permesso la ricerca di correlazioni tra specifiche imperfezioni geometriche iniziali, la modalità di collasso osservata e il valore del carico critico, al fine di determinare la dipendenza del comportamento all’instabilità dalla geometria iniziale.
This thesis examines the influence of initial geometric imperfections on the instability modes and critical load of cold-formed thin-walled profiles used as uprights in industrial racking systems. These structural members, characterized by an open omega-shaped cross-section, monosymmetry, and the presence of perforations, are sensitive to elastic local, distortional, and global buckling phenomena, as well as to interactions among these modes.
The experimental investigation is based on an extensive test campaign carried out on 92 racking uprights with nine different lengths and two thicknesses. The initial geometry of the specimens was acquired through 3D laser scanning and subsequently analyzed using metrology software to compare the measured geometries with nominal CAD models. Sectional planes spaced at 15 mm were generated, and the deviation between nominal and actual positions of significant cross-sectional points was evaluated, allowing the imperfection profiles along the member length to be reconstructed. This analysis enabled the identification of geometric imperfections common to all specimens and their variation with length and thickness.
The profiles were then subjected to axial compression tests, during which the maximum load and the corresponding instability modes were recorded. The results were analyzed to investigate correlations between specific initial geometric imperfections, observed failure modes, and critical load values, with the aim of assessing the dependence of instability behavior on the initial geometry.
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