Costruzione di Macchine 2

Ripasso per il corso di CM2:

• Teoria della trave
• Fatica dei materiali: Kt, Kf

(concentrazione di tensione, effetto che la concentrazione delle tensioni ha sulla effettiva resistenza del componente.)

Metodi:

• CM1 —> si basa su metodi analitici
• CM2 —> si basa su metodi numerici al calcolatore [metodo elementi finiti]

Contenuti:

• CM1 —> materiali metallici privi di difetti
• CM2 —> materiali metallici/composti
  • con difetti
  • senza difetti

Per esempio considero un componente con un intaglio, sollecitato a fatica.

Mi aspetto un innesco di cricca nel punto di max sollecitazione (punto rosso).

Supponiamo che il difetto abbia una cricca preesistente immersa.

In CM2 ci si domanda qual è la durata a fatica di questo componente contenente il difetto —> ovvero mi chiedo quanti N. di cicli per propagare questo difetto fino a causare la rottura di schianto del componente.

Componenti con difetti significa con cricche:

• cricche reali su pezzo consunte dell'utilizzo
• cricche reali presenti nel pezzo dovute al processo produttivo (fusioni, getti, additive manufacturing)
• cricche ipotizzate in fase di progettazione (ambito aeronautico)

L'ispezione non ha rilevato cricche più grandi della risoluzione dello strumento.

Ripasso per il corso di CM2:

• TEORIA della TRAVE
• FATICA dei MATERIALI: Kt, Kf

(concentrazione di tensione, effetto che la concentrazione delle tensioni ha sulla effettiva resistenza del componente.)

METODI:

CM1 —> si basa su metodi analitici

CM2 —> si basa su metodi numerici al calcolatore [metodo ELEMENTI FINITI]

CONTENUTI:

CM1 —> materiali metallici privi di difetti

CM2 —> materiali metallici/composti

Per esempio considero un componente con un intaglio, sollecitato a fatica.

Mi aspetto un innesco di cricca nel punto di max sollecitazione (punto rosso)

Supponiamo che il difetto abbia una cricca preesistente immersata (mm).

In CM2 ci si domanda qual è la durata a fatica di questo componente contenente il difetto —> ovvero mi chiedo quale è il N° di cicli per propagare questo difetto fino a causare la rottura di schianto del componente.

Componenti con difetti significa con CRICCHE:

• cricche REALI su pezzo consunta dell’utilizzo
• cricche REALI presenti nel pezzo dovute al processo produttivo (fusioni, getti, additive manufacturing)
• cricche IPOTIZZATE in fase di progettazione (ambito aeronautico)

L’ISPEZIONE NON HA RILEVATO CRICCHE PIÙ GRANDI DELLA RISOLUZIONE DELLO STRUMENTO

METODO AGLI ELEMENTI FINITI

Questo metodo consiste in una discretizzazione di una struttura complessa in elementi (porzioni della struttura) e modi (punti attraverso i quali sono collegati elementi).

La funzione della discretizzazione è quella di conservare nei modi le incognite del prodotto.

NODI = punti nei quali vengono conservate le incognite del problema strutturale.

Le incognite fondamentali sono gli spostamenti e le forze. Caratterizzeremo spostamenti e forze generalizzate perché a seconda della tipologia di discretizzazione che abbiamo, gli spostamenti che calcoleremo nei modi della struttura non è detto che siano traslazioni ma potrebbero essere anche rotazioni.

Come opera il METODO AGLI ELEMENTI FINITI:

Esempio: Struttura formata da un assemblaggio di molle.

Individuo porzioni elementari della struttura; i punti di comunicazione tra le varie porzioni degli elementi sono i nodi.

In questo caso, ciascun elemento nulla coincide con l’elemento teorico.

Oltre a discretizzare la struttura è libera da vincoli e carichi. Ho 5 elementi nulla.

I punti attraverso i quali sono collegati i 5 elementi sono i NODI.

Per ciascun nodo, devo individuare quali sono gli spostamenti e le forze generalizzate.

• Le incognite fondamentali per ogni nodo sono gli spostamenti in x,y

_{(f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8)}

f_i = forze generalizzate

• Associata ad ogni componente x,y vi è una forza

F_i = forze generalizzate

• Ogni NODO ha dei g.d.l modali (possibili componenti di spostamento per ogni nodo della struttura).

→ nel nostro caso vi sono 2 G.D.L per NODO →

IR risultato finale del METODO agli ELEMENTI FINITI è quello di arrivare ad una relazione algebrica tra le forz