Affidabilità e sicurezza - Schemi per risolvere esercizi e riassunto ultima parte

PRIMO ESERCIZIO - "Vengono portate a ROTTUTA come mostrato" (20/12/17) (rottura su bordo)

Quindi si ha ROTTURA PER PROPAGAZIONE INSTABILE quindi la Tensione Resistente (sigma S) dipende dal K e quindi IC→ aS = K \ (Y radice )0IC→ aSe K non è noto lo trovo facendo K = Y sigmamax (radice )fIC IC→ aSe ho più valori di calcolo K per tutti i valori e poi faccio media e dev standard per poterftrovare infine SM→ af acritSe hai CICLI A ROTTURA Paris (se non ti dà usa )• Se Y dipende da a e devi trovare acrit (6/2/20)1. Ipotizza un primo Y (solitamente radpigreco)2. Trova acrit con questo Y3. Ricalcola Y col nuovo acrit4. Reitera• Nella LEGGE DI PARIS:→ a a )/2Y va trovato con amedio = ( crit + 0→ Se non ho af uso acrit→ a aSe ho più acrit (cioè più cricche) calcolo crit – per ogni cricca e uso acrit che mi dà0differenza minore→ Se hai più valori di deltasigma (come ad

esempio in un grafico di eccedenze) fai valoreatteso con sommatoria di deltasigma x occorrenze / num cicli totali (li conti da grafico)(Esercitazione 6/12/18)

• SAFETY MARGIN
• “Valutare se, allo stato attuale, è più probabile che la lastra si rompa per frattura fragile o perrottura statica, sapendo che la forza può essere considerata descritta da una distribuzione normalecon N(125,20) kN.”
• ROTTURA STATICA
1. Per mus e sigmas uso tensione di rottura (dato problema)
2. Per mul e sigmal trasformo la forza del testo in lavoro attraverso F/A dove A vienetrovata sottraendo alla superficie la dimensione della cricca!
• ROTTURA MECCANICA o FRATTURA FRAGILE
1. Per trovare mus e sigmas uso la formula S = K / ( Y radice a)IC
2. Per mul e sigmal utilizzo la formula di 2 ma in A non tolgo la cricca
• RAIN FLOW (9/1/18)
• “Determinare se tirante resiste “
1. Fare Rain flow e vedere ad ogni DeltaE quanti cicli corrispondono (fai una tab dove

(9/1/18)

1. D = sommatoria n/N quindi ad un rapporto X/Y
2. Scrivi X = (mux,sigmax) idem per Y
3. Fai il rapporto X/Y di media e dev attraverso algebra lineare
4. Trovato quindi muD e sigmaD della gaussiana trovo prob che t=1 attarverso z (cioe che cisia rottura)
5. Trovo R = 1 - F

(22/1/20)

1. Vedi tab per vedere come si risolve grafico
2. Trova le occorrenze per avere spettro→
3. Attenzione a cosa ci sta su asse y se c'è deltal devi dividere per l per avere deformazione
4. Una volta trovate occorrenze puoi dividere queste per il numero di cicli corrispondenti(molto spesso si usa Nf di Manson) per ottenere

Accumulo del Danno• N cricche di cui hai frequenza e dimensione (20/12/19) (cricche centrali)→1. Determinare lunghezza media cricca valore atteso = sommatoria (frequenza / numcricche tot x lunghezza cricca) →2. Delta sigma dati i nume di cicli Paris→3. Prob di rottura se oltre ad a anche beta può assumere più valori trovi Kic con tutte lecombinazioni di a e beta possibili.Successivamente fai il rapporto di frequenza su Ntot sia per a che per beta e calcoli ilprodotto di ogni combinazione possibile in modo da trovare tutte le probabilitàInfine, fai media e dev standard con formule stimatori e con questi trovi la R della gaussianache è R = 1 - F• “La dimensione massima di una cricca su una lastra di 1 m2 (ma la mia lastra è 0,25 m2 e cioè ¼)può essere descritta da una distribuzione LEVD con lambda = 1,8 e delta = 0,6 “ (12/1/17)Determinare la dimensione della cricca corrispondente al percentile90% per la lastra in oggetto
1. Trova F(t) con formula Massimi dove n = 4 visto che lastra è ¼ e con Fx pari a 0,92. Trovo tp con p% pari a F(t)• LARSON MILLER (23/12/16) Testo
Solitamente ti chiede di valutare creep secondario, se hai più valori di epsilon e sigma trova tutte leB e poi fai la media.
Applica Larson Miller e vai sul grafico riportato sul testo per trovare sigma lim• “Considerando che la forza massima in un anno può essere descritta da una LEVD(180,350) (unità:kN) mentre la tensione di rottura del materiale (in MPa) può essere descritta da una Weibull conW(2500,2.3), determinare la probabilità di cedimento del tirante in un anno, valore in percentuale.(suggerimento, utilizzare un range di forza che va da 0 a 2000 kN e almeno 5 punti di integrazione)”—>INTEGRAZIONE Probabilità di cedimento (18/12/20)
1. Divido il range da 0 a 2000 KN in 5 (0, 500, 1000, …)
2. Trovo cdf con LEVD per ivari valori della forza (…)3. Trasformo i precedenti valori di Forza in Tensione (cioè sigma = F/A)4. Trovo la resistenza alla rottura per i vari valori e quindi R(t) = a – F(t) dove F(t) è la Weibull5. Per trovare affidabilità sistema devo fare sommatoria di deltaXi per YiDove Xi sono i valori trovati al punto 2 mentri le Yi sono quelle trovate al 46. La sommatoria ti fornisce R quindi la prob di cedimento la ottieni facendo 1 – R• LIFE FRACTION RULE (25/2/20)“Il serbatoio passa 8000 ore alla temperatura T1 = 360 °C, e, successivamente 3500 ore alla tempera-tura T2 = 400 °C. Se al termine del secondo ciclo termico il componente torna alla temperatura T1.determinare quante ore può ancora essere utilizzato prima di raggiungere la deformazione di progetto,secondo il metodo del Life fraction rule.”1. Se ho più valori di B faccio la media (quindi avrò B1 per la T1 e B2 per la T2)2. L1 e L2 della Life

fraction rule la trovo dalla formula del Creep secondario dove t = L, epsilon è la deformazione di progetto che non si vuole superare data dal problema e sigma è datadal problema (in questo caso si trovava con la formula di Mariotte) (Attenzione se B è ingiorni L deve essere portato in ore)1f3. l invece è dato dal problema ed è 8000h2i4. Applico quindi la formula e trovo l2f 2i5. Per trovare quindi l = l + 3500 (cioè tempo che rimane a T2)1i6. Riapplico quindi la Life fraction rule per trovare l1i7. Infine, faccio L1 - l per trovare dopo quanto tempo raggiunge la def di progetto•

BULLONATURA“Una bullonatura in acciaio deve garantire la tenuta di un serbatoio in pressione ad una tempera-tura elevata (superiore al 30% della temperatura di fusione) per 20000 ore. Il serbatoio è chiusocon 12 bulloni M8 e si vuole garantire una forza di chiusura del serbatoio di 48 kN al termine dellavita. Per valutare la tensione di serraggio sono state

Fatte delle prove accelerate rappresentate in figura”1. Trova sigma = F / A dove A = numero bulloni x pigreco d^2 /4 dove d=82. Vai sul grafico a sigma trovata in 1 e a 200000 ore e traccia linea parallela a quelle presenti per trovare sigma di serraggio.

SECONDO ESERCIZIO

• “Un'azienda è alimentata con 2 generatori indipendenti” (20/12/17)
• Le affidabilità totali dei due generatori vanno messe in parallelo
• In questo caso i CUT SET vanno trovati sull’INTERO schema e quindi sui due paralleli totali.
• Nel caso che dopo t si rompono alcuni elementi la R degli elementi rimasti (es alternatore di emergenza) va trovata con Prob. Condizionata.
• →Intervallo di lambda inferiore = 1/MTTFsup trovo lambda segnato (9/1/18)
• Se ho n elementi uguali in serie di cui ho Rtot per trovare R del singolo faccio radice di n (9/1/18)
• Se hai Weibull con “n” trovi alfa da formula di alfa tot vedi tab (20/12/19)
• →Se una stazione lavora

per t tempo in una CONFIGURAZIONE e per t1 in un’altra R_tot = R_t x R_t1

Se devi inserire uno SWITCH per far in modo che due elementi su tre siano dormienti (18/12/20)

1. Fai un parallelo tra elemento “sveglio” e switch
2. Allo switch metti in serie un parallelo dei due elementi dormienti
3. Calcola R_tot del sistema dei 3 elementi senza lo switch
4. Scrivi formula di R_tot del sistema con switch e trova R_switch uguagliando a quella di 3

Determinare dopo quanto tempo si deve SOSTITUIRE un elemento perché gli n elementi abbiano affidabilità di % (25/2/20)

1. Scrivi equazione di R_tot degli n elementi lasciando tutte le t incognite
2. Poni R_tot = % e risolvi in t

COSTO MANUTENZIONE (Esercitazione 3/12/20) (simile a 30/1/18)

“Sapendo che un guasto del sistema costa 200 000€ e fare manutenzione all'elemento riscaldante costa 1000€, valutare quanto ci si aspetta che costi in più o in meno fare la manutenzione preventiva ogni 3

anni rispetto alla soluzione attuale, introducendo anche il fattore di rischio. (un segno meno significa previsione di perdita)"

1. Calcola Rm cioè manutenzione preventiva dell'elemento richiesto ponendo come t il tempo finale al quale studi il sistema, come t0 il tempo della prima manutenzione e come i il numero di manutenzioni che riesci a fare nel tempo t
2. Sostituisci Rm al posto di R dell'elemento nella formula di Rtot e trova la nuova Rtotm
3. Valuta costo con manutenzione attraverso la formula seguente (1 - Rtotm) $guasto + $manutenzione x numero manutenzioni
4. Valuta costo senza manutenzione (anche chiamato costo del rischio) attraverso (1 - Rtot) $guasto dove Rtot è la R trovata prima di calcolare Rm
5. Confronta i due costi trovati per valutare quale conviene dei due

FMEA La tecnica è stata sviluppata per evidenziare i modi di guasto, classificandoli in base 3 indicida 1 a 10:

1. Severità che indica la gravità del
va macchine, nota come Direttiva 2006/42/CE, si applica a tutte le macchine nuove messe in commercio nell'Unione Europea. Questa direttiva si applica a una vasta gamma di macchine, comprese quelle fisse, mobili, trasportabili e di sollevamento. Requisiti di sicurezza La direttiva macchine stabilisce una serie di requisiti essenziali che le macchine devono soddisfare per garantire la sicurezza degli operatori e degli utenti. Questi requisiti riguardano diversi aspetti, come ad esempio la progettazione, la fabbricazione e il funzionamento delle macchine. Valutazione dei rischi Uno degli aspetti fondamentali della direttiva macchine è la valutazione dei rischi. Questo processo prevede l'identificazione e la valutazione dei potenziali rischi associati all'uso delle macchine. In base ai risultati di questa valutazione, devono essere adottate misure di sicurezza adeguate per ridurre al minimo i rischi. Conformità e marcatura CE Per essere conformi alla direttiva macchine, le macchine devono essere progettate e fabbricate in conformità ai requisiti di sicurezza stabiliti dalla direttiva. Inoltre, devono essere marcate con il marchio CE, che attesta la conformità alle norme europee di sicurezza. Responsabilità del fabbricante Il fabbricante della macchina è responsabile di garantire la conformità della macchina alla direttiva macchine. Questo include la progettazione e la fabbricazione della macchina in conformità ai requisiti di sicurezza, nonché la fornitura delle informazioni necessarie per l'uso sicuro della macchina. Conclusioni La direttiva macchine è un importante strumento normativo che mira a garantire la sicurezza delle macchine messe in commercio nell'Unione Europea. La conformità a questa direttiva è fondamentale per garantire la sicurezza degli operatori e degli utenti delle macchine.