Metodi avanzati di progettazione a fatica

DESCRIZIONE DEL CORSO

La Fatica è la causa principale dei cedimenti strutturali che avvengono in servizio, rappresentando oltre l’80 percento di questi. Lo studio della fatica, ancorché iniziato già a metà Ottocento, si è particolarmente sviluppato solo di recente, dopo la Seconda guerra mondiale, con lo sviluppo dell’aviazione e dei voli spaziali, l’uso di nuovi materiali e leghe a medio-alta resistenza e le richieste sempre più avanzate di prestazioni da parte dei progettisti. Non c’è materiale, struttura o campo di applicazione industriale che possa dirsi esente da problemi di resistenza a fatica e ciò spinge sulla necessità di conoscenze sempre più approfondite ed avanzate di metodi di calcolo che fanno anche ricorso irrinunciabile a procedure di analisi probabilistica solitamente trascurate e poco conosciute.

OBIETTIVI DEL CORSO

Tra le diverse metodologie progettuali oggi a disposizione del progettista, se ne possono individuare due particolarmente avanzate, decisamente innovative ed efficaci, basate su due approcci totalmente diversi che, ancorché afferenti allo stesso meccanismo di generazione del danno di fatica, fanno uso di metodi di calcolo distinti. Entrambi i metodi riconoscono nel volume di processo il principale fattore di cedimento dei materiali. Quanto più esso è grande tanto maggiore è l’effetto affaticante. Diverso, tuttavia, è l’uso che i due metodi fanno di tale volume di processo. Nel primo, la sua definizione ed il suo calcolo, che includono anche gli effetti della tensione media e delle tensioni residue, incidono sulla forma della curva di Wöhler e sul limite di resistenza a fatica che possono anche risultare profondamente modificati. Nel secondo metodo, il volume di processo determina la grandezza del peggior difetto atteso nel materiale (solitamente una fase non metallica forestiera o inclusione) da cui dipenderà la sua resistenza a fatica. Alla curva di Wöhler si sostituisce il diagramma di Kitagava-Takahashi. I due metodi vengono dettagliatamente descritti e avvalorati da esempi applicativi particolarmente significativi volti a dare ai partecipanti al corso la più completa padronanza delle basi teoriche e delle metodologie di calcolo, pur nella ristrettezza dei tempi. Il risultato sarà una sorprendente, nuova e piacevole attitudine al calcolo di fatica.

DESTINATARI DEL CORSO

A chi è rivolto Ingegneri, ricercatori e tecnici che si occupano di progettazione e calcolo strutturale ed uso di materiali e tecniche costruttive.

PREREQUISITI

Il corso è del tutto autosostenentesi. Tutte le conoscenze occorrenti sono quelle universitarie o tecnico professionali.

COMPETENZE CHE SI ACQUISISCONO

Capacità di progettazione a fatica di componenti meccanici al di là degli schemi convenzionali con un grado di affidabilità e di probabilità di sopravvivenza che questi non riescono ad assicurare. Capacità di analisi dell’effettiva qualità dei materiali e di previsione del loro comportamento a fatica.

PROGRAMMA

Il corso è suddiviso in tre parti:

I Parte

fenomenologia della fatica. Sviluppo, crescita e progressione del danno di fatica. Definizione e calcolo del volume di processo su cui agisce la fatica e dei fattori che ne determinano il valore.

II Parte

curve di Wöhler; approccio tensione-vita, retta di Basquin e di Mason-Coffin, effetto della tensione media. Costruzione delle curve di progetto specifiche in base all’effettivo volume di processo.

III Parte

Diagramma di Kitagawa-Takahashi, ricerca della distribuzione delle inclusioni e dei difetti e determinazione della massima dimensione attesa attraverso l’uso del calcolo probabilistico. Determinazione del limite di resistenza a fatica relativo ad una richiesta specifica di probabilità di sopravvivenza. Limite di resistenza a fatica secondo Murakami. Applicazioni pratiche di quanto descritto nelle parti precedenti.