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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • PHYSICS
    • CONTROLLING; REGULATING (specially adapted to a particular field of use, see the relevant place for that field, e.g. A62C37/00, B03B13/00, B23Q)
      • CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS (fluid-pressure actuators or systems acting by means of fluids in general F15B; valves per se F16K; characterised by mechanical features only G05G; sensitive elements, see the appropriate subclass, e.g. G12B, subclass of G01, H01; correcting units, see the appropriate subclass, e.g. H02K)
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES (separating components of materials in general B01D, B01J, B03, B07; apparatus fully provided for in a single other subclass, see the relevant subclass e.g. B01L; measuring or testing processes other than immunoassay, involving enzymes or micro-organisms C12M, C12Q; investigation of foundation soil in situ E02D1/00; sensing humidity changes for compensating measurements of other variables or for compensating readings of instruments for variations in humidity, see G01D or the relevant subclass for the variable measured; testing or determining the properties of structures G01M; measuring or investigating electric or magnetic properties of materials G01R; systems or methods in general, using reception or emission of radiowaves or other waves and based on propagation effects, e.g. Doppler effect, propagation time, direction of propagation, G01S; determining sensivity, graininess, or density of photographic materials G03C5/02; testing component parts of nuclear reactors G21C17/00; [N: controlling or regulating non-electric variables G05D; measuring degree of ionisation of ionised gases, i.e. plasma H05H1/00A; testing electrographic developer properties G03G15/08H6])
      • TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING STRUCTURES OR APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR [N: (devices for testing the performance of portable percussive tools with fluid-pressure drive B25D9/00B)]
Classificazione geografica
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Parole Chiave
AFFIDABILITÀ STRUTTURALE; PROGETTAZIONE A FATICA; CARICHI ALEATORI; PROGETTAZIONE MECCANICA; SPETTRI DI CARICO; DENSITÀ SPETTRALE DI POTENZA; SIMULAZIONE MULTICORPO; ANALISI AGLI ELEMENTI FINITI; METODO DELLE CELLE

Affidabilità strutturale di componenti meccanici sollecitati da carichi aleatori

Università degli Studi di Ferrara
Abstract
Il progetto di ricerca si colloca nell'ambito della progettazione e della valutazione dell'affidabilità strutturale di componenti meccanici soggetti a sollecitazioni aleatorie.
Il progetto si propone di investigare sia le tematiche collegate alla previsione del danno a fatica nel caso di ampiezze di sollecitazione variabili casualmente, sia gli aspetti legati all'analisi strutturale dinamica di componenti e sistemi meccanici soggetti a tali azioni.
Questi problemi si incontrano in vari settori dell'ingegneria industriale e civile: ad esempio nei veicoli o nelle strutture fisse soggette ad azione legate alla variabilità atmosferica o in macchine o dispositivi elettrici, elettronici o elettromeccanici contenuti o collegati ai casi sopracitati. Tradizionalmente si adotta un approccio nel dominio del tempo in cui le azioni esterne sono identificate da opportune registrazioni temporali (sperimentali o simulate) su cui si eseguono il conteggio dei cicli, la stima del danno e la previsione della durata.
Il progetto intende approfondire le metodologie di analisi impostate nel dominio della frequenza e di confrontarne i risultati con le più consolidate, ma più dispendiose, metodologie nel dominio del tempo. Infatti, rispetto alla trattazione nel dominio del tempo, un approccio nel dominio della frequenza è potenzialmente molto più efficiente ed elegante. In questo caso le azioni esterne sono completamente identificate dal loro contenuto in frequenza; le strutture >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Roberto TOVO Università degli Studi di FERRARA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Obiettivo principale del progetto di ricerca è lo sviluppo di una metodologia in grado di prevedere, in fase di progettazione, la durata e l'affidabilità strutturale di componenti meccanici soggetti a carichi aleatori durate il loro esercizio.
In particolare il progetto si propone di approfondire le metodologie di indagine basate sull'analisi delle sollecitazioni nel dominio della frequenza e le tecniche di valutazione della risposta dinamica dei sistemi meccanici complessi sotto sollecitazioni aleatorie mediante tecniche numeriche. Il progetto prevede inoltre attività sperimentali mirate a fornire dati sperimentali organici sul comportamento a fatica dei materiali soggetti a processi di sollecitazioni aleatori a banda larga, e prove sperimentali su componenti per la validazione delle tecniche proposte.

In questo ambito (come esplicitato nella "base di partenza scientifica" del progetto) generalmente viene adottato un approccio nel domino del tempo, mentre l'approccio nel dominio della frequenza, pur essendo potenzialmente più rigoroso ed efficiente risulta relegato a pochi campi applicativi. Il problema è dato dalle notevoli lacune teoriche e metodologiche dell'attuale stato dell'arte riguardanti la stima del danneggiamento a fatica nel dominio della frequenza. Di fatto le conoscenze attuali sono consolidate solo per sistemi sollecitati da storie di carico monoassiali gaussiane a banda stretta, nell'ipotesi di validità dell'accumulo lineare del >>>

Risultati parziali attesi
La prima fase ha come risultati intermedi:
- la definizione delle tipologie di densità spettrali a banda larga su cui operare;
- la definizione dei componenti meccanici su cui eseguire le prime analisi numeriche;
- la definizione dei materiali e componenti su cui iniziare l'attività sperimentale.
- la valutazione delle capacità di calcolo e sperimentali delle unità coinvolte.

.Risultati ottimali attesi dalla fase 2 sono il raggiungimento dei cinque obiettivi di primo livello già riportati tra gli obiettivi del presente progetto di ricerca.Relativamente alla fase tre, ci si attende il raggiungimento dei quattro obiettivi di secondo livello già definiti in questo progetto di ricerca.
In questa stessa fase si prevede di affrontare anche gli obiettivi di terzo livello; rispetto a questi ultimi obiettivi, però, non è in questo momento assicurabile il loro effettivo raggiungimento.Gli obiettivi scientifici principali delineati dal progetto si auspica siano stati raggiunti nelle precedenti fasi.
In questa fase ci si aspetta di eseguire una sistematica revisione dei risultati ottenuti.
Il principale risultato attesa è quindi il confronto sistematico tra le metodologie sviluppate e le evidenze sperimentali (su materiali e componenti) emerse durante il progetto.

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
L'affidabilità strutturale dei componenti meccanici e degli elementi strutturali è legata alla loro capacità di sostenere i carichi applicati per tutta la durata di esercizio della struttura o dell'elemento. Uno dei più importanti meccanismi in grado di compromettere nel tempo l'integrità strutturale è il danneggiamento per fatica, dovuto alle variazioni cicliche nel tempo delle tensioni.
In numerose applicazioni di interesse ingegneristico la variabilità temporale delle storie di tensione non è valutabile in modo deterministico, in quanto dovuto ad azioni esterne di tipo aleatorio. Tra i casi di maggiore rilievo si possono citare:
- veicoli in moto su superfici irregolari;
- mezzi di trasporto navali soggetti al moto ondoso e mezzi di trasporto aeronautici soggetti alla turbolenza ;
- strutture fisse soggette ad azioni all'azione del vento o del mare [46];

In questi casi il problema dell'affidabilità strutturale riguarda sia gli elementi strutturali principali che gli eventuali dispositivi contenuti all'interno delle strutture, quali, ad esempio, i dispositivi meccanici o elettronici contenuti all'interno dei veicoli.
La previsione della resistenza, in fase di progetto necessita quindi:
- della conoscenza delle proprietà delle azioni esterne;
- della previsione del comportamento dinamico della struttura soggetta a tali azioni esterne;
- di metodi e/o criteri per la previsione del danno di fatica >>>