Previsione della resistenza a fatica in saldature per punti attraverso modellazione solida

Nel presente lavoro vengono messi a confronto due metodi idonei per la verifica di giunzionisaldate per punti: il metodo del raggio di raccordo fittizio ed il metodo del gradiente implicito. Il primo imponeun raggio di raccordo diverso da zero al piede o alla radice del cordone di saldatura, il secondo, invece,considera più semplicemente la saldatura come un intaglio acuto. Il confronto è fatto sulla capacità di prevederel’affidabilità di giunti saldati per punti in acciaio aventi spessore variabile da 0.8 a 1.5 mm. Tali giunti sonosollecitati a taglio (giunti a semplice sovrapposizione) o a trazione (giunti a tazza). Infine, è discussa lacondizione di convergenza delle analisi numeriche necessarie, in entrambi i metodi, per il calcolo di una tensioneequivalente da porre a confronto direttamente con la di resistenza a fatica del materiale

Previsione della resistenza a fatica in saldature per punti attraverso modellazione solida

Nel presente lavoro vengono messi a confronto due metodi idonei per la verifica di giunzionisaldate per punti: il metodo del raggio di raccordo fittizio ed il metodo del gradiente implicito. Il primo imponeun raggio di raccordo diverso da zero al piede o alla radice del cordone di saldatura, il secondo, invece,considera più semplicemente la saldatura come un intaglio acuto. Il confronto è fatto sulla capacità di prevederel’affidabilità di giunti saldati per punti in acciaio aventi spessore variabile da 0.8 a 1.5 mm. Tali giunti sonosollecitati a taglio (giunti a semplice sovrapposizione) o a trazione (giunti a tazza). Infine, è discussa lacondizione di convergenza delle analisi numeriche necessarie, in entrambi i metodi, per il calcolo di una tensioneequivalente da porre a confronto direttamente con la di resistenza a fatica del materiale

Gradiente Implicito e non linearità del Materiale

Il presente lavoro propone l’estensione del metodo del gradiente implicito al materiale avente comportamento di tipo elastoplastico. L’impiego della non linearità del materiale è introdotta allo scopo di poter analizzare la vita a termine di componenti meccanici che mostrano una sensibile variazione della pendenza della curva di Woehler al variare della gravosità dell’intaglio o delle condizioni di carico. Verranno presi in esame intagli acuti a V, provini piani indeboliti da intagli laterali ad U realizzati in acciaio basso resistenziale in cui l’effetto della plasticizzazione è rilevante anche a medio e alto numero di cicli. Per gli intagli acuti la tensione efficacie è determinata con il metodo del gradiente implicito con una procedura analitico-numerico basata sulla elaborazione del campo di tensione asintotico ottenuto con ipotesi di non linearità del materiale (soluzione tipo HRR). L’esame di particolari più complessi come le saldature e i provini con intagli laterali è risolto con l’ausilio di tecniche agli elementi finiti ipotizzando un materiale rispettivamente elastico-perfettamente plastico e bilineare. Saranno mostrati i primi risultati ottenuti con le analisi non lineari

Previsione della resistenza a fatica di giunzioni complesse saldate per punti

Nel presente contributo sono state esaminate, dal punto di vista della resistenza a fatica, alcune giunzioni complesse saldate per punti utilizzando il metodo del gradiente implicito. Le giunzioni, seppure costituite da più punti di saldatura, sono state schematizzate nella loro tridimensionalità senza introdurre sostanziali esemplificazioni di tipo geometrico. Il vantaggio offerto dal metodo del gradiente implicito è costituito dal fatto che le giunzioni per punti vengono trattate allo stesso modo delle giunzioni saldate tradizionali ad arco e studiate senza apportare specifiche modifiche alla procedura di calcolo messa a punto in precedenza per i giunti di grosso spessore. Per il momento, in via esemplificativa, si è adottata una procedura di calcolo che considera il materiale come lineare elastico ed un criterio di rottura a fatica di tipo monoassiale che considera penalizzante per il materiale la sola variazione della tensione principale massima pur in presenza di uno stato tensionale locale alquanto complesso

PREVISIONE DELLA RESISTENZA A FATICA IN SALDATURE PER PUNTI ATTRAVERSO MODELLAZIONE SOLIDA

Nel presente lavoro vengono messi a confronto due metodi di verifica a fatica idonei allo studio di giunzioni saldate per punti: il metodo del raggio di raccordo fittizio ed il metodo del gradiente implicito. Il primo impone un raggio di raccordo diverso da zero al piede o alla radice del cordone di saldatura, il secondo, invece, considera più semplicemente la saldatura come un intaglio acuto. Il confronto è fatto sulla capacità di prevedere l’affidabilità di giunti saldati per punti in acciaio aventi spessore variabile da 0.8 a 1.5 mm. Tali giunti sono sollecitati a taglio (giunti a semplice sovrapposizione) o a trazione (giunti a tazza). Infine, è discussa la condizione di convergenza delle analisi numeriche necessarie, in entrambi i metodi, per il calcolo di una tensione equivalente da porre a confronto direttamente con la di resistenza a fatica del material

Sull’estensione alle sollecitazioni multiassiali del gradiente implicito nella previsione di resistenza a fatica di giunzioni saldate

Per la previsione della resistenza a fatica delle giunzioni saldate, gli autori hanno recentemente presentato una metodologia, denominata “metodo del gradiente implicito”, che definisce uno stato tensionale efficace equivalente risolvendo sull’intero solido in esame una equazione differenziale ellittica. In tale equazione, il termine noto è funzione dello stato tensionale lineare elastico. In presenza di sollecitazioni prevalentemente di modo I in prossimità del punto di innesco, l’operatore differenziale può essere semplicemente applicato alle tensioni principali massime, come già effettuato nelle memorie citate. Nel caso più generale di sollecitazioni multiassiali, ossia di complessi modi di sollecitazione sui cordoni di saldatura, lo scalare noto deve essere valutato in maniera più articolata adottando un criterio di resistenza a fatica multiassiale. La presente memoria affronta i problemi inerenti all’utilizzo della metodologia del gradiente implicito per la previsione della resistenza a fatica anche con stati tensionali multiassiali, investigando prevalentemente criteri di resistenza a fatica multiassiale basati sugli invariant

Numerical Evaluation of Fatigue Strength on Mechanical Notched Components under Multiaxial Loadings

This paper deals with the fatigue behaviour of complex, three-dimensional, stress concentrations under multiaxial loadings. Starting from the stress field obtained by means of a linear elastic analysis and taking advantage of the so-called implicit gradient approach, a safety factor is calculated for high-cycle fatigue. In this first attempt, attention has been focused on the stress-invariant based approaches in the highcycle fatigue regime. The multiaxial damage evaluation is obtained by analysing the full loading path of the Crossland five-dimensional invariant deviatoric stress in Euclidean space by means of the variance reference frame. Explicit analytical solutions of the proposed criterion are given in the case of biaxial sinusoidal loads. The method was validated by comparison with experimental data involving multiaxial in-phase and out-of-phase loading of specimens which contained three-dimensional stress concentrations. These types of stress concentrations are known to present problems for other predictive methods