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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

UNITA' DI RICERCA

italiano - english
Bibliografia
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26. Radaj D.: ‘Review of fatigue strength assessment of non welded and welded structures based on local parameters’ Int. J. Fatigue, 1996, v. 18, n. 3, pp. 153-170
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36. Leblond J-B.; Mouro P.:'Crack propagation from a pre-existing flaw at a notch root - II: Detailed form of the stress intensity factors at the initial crack tip and conclusion' Int J. Fracture, 2000, v. 104, n. 3,pp. 223-237
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Programma di ricerca

Metodi di previsione della resistenza a fatica di componenti strutturali intagliati soggetti a stati tensionali multiassiali.
Università di riferimento
Università degli Studi di TRENTO - INGEGNERIA DEI MATERIALI E TECNOLOGIE INDUSTRIALI - TRENTO(TN)
Responsabile dell'Unità di ricerca
Vigilio FONTANARI
Descrizione
L'attività dell' Unità di ricerca sarà rivolta alla definizione ed alla validazione di strumenti computazionali per l'analisi delle prime fasi di propagazione delle fessure emananti da intagli acuti. L'attività si colloca pertanto a valle rispetto agli obiettivi delle altre unità di ricerca, risultando ad esse complementare soprattutto per l'identificazione dell'evoluzione delle fessure dopo la fase di innesco. L'approccio che si intende utilizzare si basa sull'utilizzo del metodo delle funzioni peso per la determinazione dei parametri di meccanica della frattura atti a descrivere il comportamento della fessura in condizioni di sollecitazione del tutto generali. L'attività prenderà lo spunto dall'esperienza acquisita nella determinazione di una funzione peso in forma matriciale per fessure di bordo oblique in componenti non intagliati, che ha consentito di studiare le condizioni di evoluzione in modo misto della fessura in funzione dei principali parametri geometrici del problema. L'obiettivo è pertanto quello allargare l'analisi allo studio del problema di un semipiano contenente un intaglio acuto di varia profondità ed apertura angolare contenente una fessura variamente inclinata. Per la definizione delle funzioni peso si prevede lo studio mediante un'accurata modellazione numerica ad elementi finiti del problema per condizioni di caricamento remoto di riferimento. Il tal modo facendo variare i parametri geometrici rappresentativi del problema si costruirà un data base di valori di FIS che costituirà il punto di partenza per la valutazione per via numerica della WF. La WF così definita verrà verificata mediante confronto con i risultati della modellazione FEM per condizioni di carico indipendenti da quelle utilizzate come riferimento per la messa a punto. Successivamente la WF verrà applicata per lo studio fatica riferendosi a casi sperimentali reperiti in letteratura, oppure forniti dalla sperimentazione condotta presso le altre unità operative del progetto ed infine ricavati da specifica sperimentazione condotta su campioni intagliati variamente caricati in modo da avere condizioni di modo misto di propagazione. Il programma che si intende svolgere può essere articolato in quattro fasi principali. 1) La fase preliminare riguarderà il completamento dell'analisi dello stato dell'arte e la definizione degli ambiti di ricerca che saranno oggetto d'indagine. 2) Seguirà la fase di messa a punto della WF 3) L'attività di ricerca proseguirà con la verifica della accuratezza e delle potenzialità della WF proposta mediante confronto con i risultati di analisi sia numerica che sperimentale 4) La quarte fase riguarderà la documentazione finale dei risultati ottenuti. PROGRAMMA E COMPITI I Fase (mesi 1-3): attività preliminare a) Completamento della definizione dello stato attuale delle conoscenze, non solo per quanto riguarda le condizioni di innesco e propagazione di fessure di fatica da intagli acuti, ma soprattutto per l'individuazione degli ambiti di applicabilità dei principali metodi teorici e numerici basati sui concetti della Meccanica della frattura proposti per lo studio di fessure emananti da intagli. b) Il risultato di questa analisi permetterà di focalizzare l'attenzione sugli ambiti di ricerca che verranno successivamente approfonditi ed in particolare permetterà di individuare i modelli matematici chepossono essere utilizzati per la definizione della WF e di scegliere le condizioni sperimentali per la successiva verifica della sua applicabilità pratica. II fase (mesi 4-12): modellazione numerica e definizione della WF a) Realizzazione del modello ad elementi finiti del corpo recante un intaglio acuto, parametrizzato in funzione delle principali grandezze geometriche che controllano il problema. Il modello verrà messo a punto mediante una accurata analisi di convergenza rispetto a problemi la cui soluzione è nota. (es. configurazione simmetrica con fessura non inclinata caricata in modo I) b) Utilizzo del modello per l'analisi con le condizioni di carico remoto di riferimento in modo da pervenire alla costruzione del data base di valori di FIS in funzione dei parametri geometrici descrittivi del problema, necessario alla messa punto della WF. In particolare si dovrà analizzare l'effetto dell'apertura angolare dell'intaglio e della sua profondità, rispetto alle dimensioni della fessura ed alla sua inclinazione c) Scelta del modello matematico per la rappresentazione in forma analitica della WF e messa a punto della stessa utilizzando i dati della modellazione numerica mediante un algoritmo di regressione III fase (mesi 13-21): validazione della WF e applicazione all'analisi di risultati sperimentali a) la prima verifica della WF verrà condotta per via numerica, considerando i risultati della modellazione FEM di casi di carico indipendenti da quelli utilizzati per la definizione della WF. Si considereranno condizioni di carico del tutto generali in modo da definire gli ambiti di applicabilità della WF, con particolare attenzione alla connessione con problemi di fatica multiassiale. b) la WF verrà successivamente applicata all'interpretazione di risultati sperimentali. In primo luogo si prevede un confronto con dati reperiti in letteratura e con i risultati di una sperimentazione che verrà condotta presso questa unità di ricerca su provini intagliati variamente caricati in modo da avere diverse condizioni di modo misto di frattura su materiali metallici la cui selezione sarà stata precedentemente condivisa con le altre unità del progetto. Per quest'attività si sfrutteranno le attrezzature messe a punto per l'osservazione ‘in situ' della fessura di fatica e già utilizzate dai proponenti la ricerca per lo studio dell'innesco e della propagazione di fessure da intagli in leghe di titanio. [cfr. pubblicazioni del responsabile] E' previsto infine l'utilizzo della WF per l'interpretazione di risultati forniti dalle altre unità di ricerca e riferiti quindi a condizioni di sollecitazione multiassiale IV fase (mesi 22-24): documentazione finale dell'attività a) In questa fase verranno completate le verifiche della WF e verrà redatta la documentazione del software prodotto per permettere agli utenti un più facile utilizzo della funzione peso b) Documentazione finale dell'attività svolta mediante stesura di una relazione di chiusura del progetto che raccoglierà le informazioni e gli sviluppi nei quattro ambiti principali di indagine: stato dell'arte, modellazione numerica FE, analisi matematica e verifica sperimentale.