Indagini sperimentali e simulazione numerica di contatti lubrificati di vario tipo ed in varie condizioni (camme,  fasce elastiche, ruote dentate, cuscinetti, ecc...).                 Tipici contatti in regime elastoidrodinamico

La misura dell'altezza del meato negli accoppiamenti lubrificati ha grande importanza per poter valutare, in base ad un opportuno confronto con le rugosità superficiali dei corpi, la presenza o meno di contatti fra le asperità dei corpi stessi e quindi in definitiva la bontà della lubrificazione. In particolare, nel caso di coppie lubrificate non conformi (lubrificazione elastoidrodinamica, EHL), si verifica un'interazione, fra i comportamenti del lubrificante in pressione e dei materiali dei corpi, tale da portare le superfici di questi elementi ad assumere forme a cui corrispondono altezze del meato con restrizioni particolari nella zona d'uscita. La soluzione contemporanea delle equazioni della lubrificazione e dell'elasticità porta, soprattutto nel caso di contatti puntiformi, ad alcuni problemi analitico-numerici piuttosto complessi; opportune prove sperimentali possono fornire indicazioni più ampie e permettere di verificare i risultati numerici.
 

L'apparato sperimentale realizzato presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Nucleare e della Produzione ha, tra le altre cose, due motori che consentono di muovere il provino ed il disco in modo di ottenere i rapporti di velocità desiderati ed una cella di carico per misurare la forza d'attrito.  L'impiego di due cuscinetti a gas, anch'essi progettati e realizzati in proprio, consente di simulare contatti in rotolamento puro in cui il disco di vetro, sconnesso dal relativo motore, è mosso direttamente dal provino.
 

Fra i vari metodi proposti dai ricercatori per misurare l'altezza del film di lubrificante, quello dell'interferometria ottica è senz'altro il più efficace, anche per la sua capacità di consentire una valutazione della forma del meato grazie ad una misura puntuale dell'altezza.  Per utilizzare questo metodo di misura uno dei due corpi a contatto deve essere necessariamente trasparente: il contatto simulato avviene comunemente fra un disco di vetro ed un provino metallico di opportuna forma, dimensione e materiale.         Schema del principio dell'interferometria ottica

Le prove interferometriche possono essere effettuate con due tipi di luce: bianca e monocromatica. Con tali tecniche, dall'indagine del contatto lubrificato illuminato opportunamente ed osservato mediante un microscopio, si ottengono immagini con frange che, nel caso di interferenza con luce bianca, sono di diversi colori, ed in quello con luce monocromatica sono alternativamente chiare o scure.
 
 

Esempi di immagini interferometriche ottenute con luce bianca e luce monocromatica gialla e verde

Interpretazione di un'immagine ottenuta con luce monocromatica

Le immagini interferometriche sono riprese da un sistema con telecamera e videoregistratore e vengono quindi scaricate su computer per la successiva elaborazione con programmi sviluppati in ambiente MATLAB.
 

Tipica immagine interferometrica monocromatica (lunghezza d'onda della luce: 546nm)     =>     e corrispondente mesh tridimensionale (contatto sfera-disco) <=

 

In condizioni estreme di funzionamento si può arrivare ai regimi di lubrificazione mista e limite, con possibili problemi di usura.