Meccanica della frattura e dei materiali

IPMI03

Docenti

Prof. Pietro Paolo Milella

Descrizione del Corso

La conoscenza del comportamento dei materiali è alla base di ogni attività progettuale. Troppo spesso, purtroppo, ci si affida completamente a proprietà dei materiali desunte da dati di libreria o di letteratura di cui non si conoscono né l’origine né, tantomeno, i limiti di applicabilità. Questa mancanza di conoscenze precise sul comportamento dei materiali, abbinata ad una altrettanto comune dicotomia tra linea progettuale e linea produttiva, è la causa più comune dei cedimenti strutturali in servizio ed è solitamente anche quella che non permette al progettista di apportare miglioramenti e modifiche che portino ad un’evoluzione progettuale, nel timore che il miglioramento porti, in realtà, ad un peggioramento. In questo ambito si inserisce la Meccanica della Frattura lineare elastica ed elastoplastica che parte dal presupposto realistico che ogni materiale e struttura sia affetto da difetti originali o prodotti dalle condizioni di servizio che ne pregiudicano drammaticamente la resistenza effettiva che non può assolutamente essere valutata con i metodi tradizionali dell’ingegneria.

Il corso intende fornire un quadro quanto più completo possibile del reale comportamento dei materiali metallici sotto sollecitazioni di vario tipo, statiche e dinamiche, ed in qualunque ambiente operativo o temperatura di esercizio, partendo dal presupposto irrinunciabile che ogni materiale è affetto da difettosità interne la cui distribuzione e probabilità di esistenza determina la vita reale del componente. Tra queste difettosità vengono anche trattati gli intagli strutturali e le cricche vere e proprie introdotte dai processi produttivi o costruttivi, come le saldature o le lavorazioni di macchina, che possono causare la frattura prematura dei componenti. Questo corso vuole portare ad una conoscenza quanto più completa, pur nella ristrettezza del tempo, della Meccanica della Frattura e di quella dei Materiali metallici che consentano l’uso di tecniche progettuali sempre più avanzate ed approfondite che facciano anche ricorso a procedure innovative di analisi probabilistica.

Destinatari

Ingegneri, ricercatori e tecnici che si occupano di progettazione di strutture ed uso di materiali e tecniche costruttive

Prerequisiti

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

Materiale Didattico   

Ad ogni partecipante al corso verranno fornite delle dispense relative agli argomenti trattati, assieme a copie delle presentazioni utilizzate durante le lezioni e sarà rilasciato un attestato di frequenza.

Programma

I Parte

Meccanica dei Materiali. Struttura metallurgica e comportamento dei materiali. Prove meccaniche statiche e dinamiche. Dislocazioni e scorrimenti plastici. Multiassialità e deformazioni. Multiaassialità da intaglio. Fattore di triassialità. Effetto spessore. Ettetto della temperatura. Effetto dello strain rate. Equazione dello stato solido. Lavorazioni a freddo e a caldo. Saldature e difetti. Impatto sulla resistenza.

II Parte

Meccanica della frattura. Temperatura di transizione. Resilienza e test dinamici. Resistenza teorica e reale dei materiali. Teoria di Griffith sulla stabilità dei difetti. Modi fondamentali di apertura delle cricche e fattore intensità di sollecitazione. Prove di meccanica della frattura lineare elastica. Metodi di analisi in condizioni di SSY. Effetto spessore e temperatura. Zona plastica. COD e CTOD. Integrale J e prove di frattura elastoplastica. Pretensione a caldo. Approccio inglese all’integrità strutturale: Metodo R6. Approccio americano all’integrità strutturale: metodo EPRI, J-R e J-T. Analisi metallografica e morfologie di frattura