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PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
FATICA MULTIASSIALE; INTAGLIO; CONCENTRAZIONE TENSIONALE; FESSURA DI FATICA; MECCANICA DELLA FRATTURA; PLASTICITA' D'INTAGLIO; RAPPORTO DI CARICO R; FUNZIONI PESO

Metodi di previsione della resistenza a fatica di componenti strutturali intagliati soggetti a stati tensionali multiassiali.

Università degli Studi di Parma
Abstract
Il Programma di Ricerca si propone di fornire metodologie di progettazione e verifica nell'ambito della fatica multiassiale di componenti strutturali civili e meccanici, interessati da elevate concentrazioni tensionali dovute a intagli. In particolare si considereranno sollecitazioni cicliche multiassiali ad ampiezza costante o variabile, sia in fase sia fuori fase.

I modelli previsionali che verranno messi a punto avranno come comune denominatore l'idea di mediare le tensioni o l'energia in un volume di controllo posizionato nella zona di massimo gradiente delle tensioni. Tali modelli teorici rappresenteranno una estensione di quanto proposto in passato da alcuni dei ricercatori coinvolti nel progetto. I risultati ottenuti saranno messi a confronto con i dati sperimentali disponibili in letteratura o ricavati mediante prove effettuate da alcune delle Unità di Ricerca. Come noto, la radice degli intagli costituisce un luogo preferenziale per l'innesco di difetti, ed è pertanto fondamentale studiare l'effetto che il carico ciclico multiassiale produce su tale innesco, sulla propagazione dei difetti e sulla resistenza a fatica dei componenti strutturali in esame. Questi fenomeni verranno analizzati mediante concetti di Meccanica della frattura e della fatica. Nel caso di basso o medio numero di cicli di carico (fatica a termine), la presenza dell'intaglio favorisce il manifestarsi di locali picchi di tensione che possono superare, per materiali incrudenti, la >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Andrea CARPINTERI Università degli Studi di PARMA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Il Programma di Ricerca si propone di fornire metodologie di progettazione e verifica nell'ambito della fatica multiassiale di componenti strutturali civili e meccanici, interessati da elevate concentrazioni tensionali dovute a intagli.

Come primo passo, il Programma si propone di raccogliere informazioni reperibili in letteratura, relative alle metodologie di progettazione di componenti intagliati soggetti a fatica multiassiale, incrementando il numero di dati attualmente a disposizione dei ricercatori coinvolti nel Programma di Ricerca.

Negli ultimi anni, i suddetti ricercatori hanno presentato diversi contributi sull'argomento, pubblicati su riviste internazionali, studiando in particolare la fatica ad alto numero di cicli, in condizioni quindi prossime al limite di fatica dei materiali. Il criterio di Susmel-Lazzarin e quello di Carpinteri et al. (vedi Sezione 2.2 "Base di partenza scientifica") sono già stati verificati utilizzando numerosi dati reperiti in letteratura, relativi a provini lisci o con modesti effetti di concentrazioni tensionale.

In presenza di elevati effetti di intaglio, i criteri citati richiedono delle modifiche, in quanto il comportamento a fatica non può più seguire un criterio puntuale, ma è controllato piuttosto da ciò che avviene in un volume piccolo ma finito di materiale posizionato nella zona di massimo gradiente tensionale. Il progetto intende anche estendere alla fatica a termine i due criteri >>>

Risultati parziali attesi
Aggiornamento dello stato dell'arte, ampliamento del database, esame degli intervalli di applicabilità e del diverso grado di accuratezza dei modelli disponibili per le previsioni di vita a fatica ad alto numero di cicli. Programmazione delle attività delle diverse Unita' di Ricerca.Modelli per la previsione della resistenza e della vita a fatica in condizioni di sollecitazione multiassiale, in presenza di intagli e concentrazioni di tensione e per vita finita. Nuovi dati sperimentali a fatica per le diverse tipologie di componenti e per le diverse condizioni di sollecitazione analizzate. Risultati ottenuti dalle analisi numeriche effettuate.Intervalli di applicabilità dei modelli sviluppati e grado di accuratezza delle previsioni in vita e resistenza. Procedure per l'applicazione dei modelli a componenti strutturali complessi. Rapporti finali del Programma di Ricerca.

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Il problema della valutazione della resistenza a fatica multiassiale è stato a lungo investigato e continua tuttora ad esserlo [1], dato che componenti strutturali civili e meccanici lavorano frequentemente in tali condizioni di sollecitazione. L'analisi dello stato dell'arte ha evidenziato come i diversi approcci sviluppati dipendano fortemente dalla durata in vita e siano perciò differenti per le previsioni di resistenza a basso numero di cicli e ad alto numero di cicli. Le più famose tecniche per la stima di vita a fatica a basso numero di cicli sono basate su approcci in deformazione (si vedano, ad esempio, il criterio del piano critico proposto da Socie et al. [2-5], Brown e Miller [6] e Wang e Brown [7], e il criterio energetico introdotto da Ellyin [8-10]). Questi criteri sono talvolta estesi anche alla fatica ad alto numero di cicli, dove il contributo plastico alla deformazione diviene trascurabile. Tutti i criteri di resistenza a fatica multiassiale ad alto numero di cicli sono invece basati esclusivamente sulla valutazione delle componenti dello stato di tensione. Questo è vero, per esempio, per l'approccio "mesoscopico" proposto da Dang Van [11] o da Papadopoulos [12,13] e per l'approccio del piano critico dovuto a McDiarmid [14,15], Matake [16] e Findley [17]. Tutti questi metodi sono noti alla comunità scientifica e una discussione su di essi esula dagli scopi della presente trattazione.

Vi sono anche altri "stress-based criteria", che sono stati >>>