Manuale per applicazioni di meccanica della frattura

DESCRIZIONE DEL CORSO

Nessun codice o normativa di progetto ammette l’esistenza di cricche nei materiali e nelle strutture prima della loro entrata in servizio. Queste, tuttavia, possono generarsi durante la vita operativa per usura, fatica, corrosione od altro o essere sfuggite al controllo iniziale, per quanto accurato esso sia stato. Il loro impatto sull’integrità strutturale dei materiali o delle strutture richiede metodi di calcolo non previsti dalla meccanica tradizionale, normalmente basata sulla Scienza delle Costruzioni, che fanno uso della Meccanica della Frattura. Questa scienza, sviluppata in particolare a partire dagli anni ’60 del secolo scorso, distingue fondamentalmente tre regimi secondo cui una cricca può compromettere l’integrità strutturale che sono: quello lineare che causa la frattura di schianto senza preavviso e per tensioni nominali ben più basse di quella di snervamento togliendo, quindi, al materiale pressocché ogni possibilità di resistere ai carichi d’esercizio, quello elastoplastico che consente una certa resistenza ancorché ridotta rispetto a quella calcolata in fase di progetto iniziale ed, infine, quello totalmente duttile in cui la cricca viene vista quasi semplicemente come area resistente mancante. Ognuno di questi tre regimi prevede un approccio di calcolo diverso basato sul Fattore Intensità di Sollecitazione, K, o Stress Intensity Factor, sull’Integrale J o J-Integral e sull’Analisi Limite da scorrimento plastico generale, rispettivamente o su di una loro opportuna combinazione. Ognuno dei tre approcci richiede anche metodi sperimentali diversi per ottenere i valori limite o tenacità a frattura Kc, Jc o di collasso plastico.

OBIETTIVI DEL CORSO

Il Corso si configura come un manuale per uso pratico. La Meccanica della Frattura, sia quella Elastica che Elastoplastica che per Scorrimento Plastico Generale, viene introdotta senza quell’apparato matematico oggetto d’insegnamento universitario ma per schemi ed applicazioni pratiche basate sulla definizione operativa dei vari regimi d’applicazione, fornendo per ciascuno di essi i metodi e gli strumenti operativi di calcolo ridotti a livello di formule immediatamente utilizzabili. I materiali vengono suddivisi per classi in base al tipo di comportamento a frattura. Il calcolo dell’integrità strutturale o la vita operativa e quella residua di un materiale o componente affetto da cricche di vario tipo o natura, viene svolto con criteri tipici di un manuale d’uso, evitando l’uso di codici di calcolo agli elementi finiti.

DESTINATARI DEL CORSO

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

PREREQUISITI

COMPETENZE CHE SI ACQUISISCONO

Conoscenza operativa dei parametri della meccanica della frattura. Capacità di progettazione di componenti meccanici affetti da cricche. Previsione del comportamento a frattura dei materiali. Il corso privilegia gli aspetti tecnologici e l’uso del calcolo per formule rispetto a quelli del calcolo agli elementi finiti

PROGRAMMA

Il Corso è suddiviso in due parti:
I Parte: definizione dei regimi d’uso dei materiali in base al loro comportamento a frattura. Modi di apertura delle cricche. Definizione operativa dei parametri fondamentali della meccanica della frattura come: Energy Release Rate G, Stress Intensity Factor K, J-integral, COD e CTOD e Carico Limite. Calcolo per formule
II Parte: metodi di misurazione della tenacità a frattura nei vari regimi d’uso dei materiali, Kc, Jc, sc. Uso di metodi di analisi basati su formule: Metodo di Irwin, Metodo dell’Engineering Approach, metodo R6 delle British Standard e ASME, metodo del Net Section Collapse Load.