prova di fatica a flessione rotante

prova di fatica a flessione rotante
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curva di Wholer
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curva di Wholer
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curva di Wholer
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curva di Wholer
I p
punto :
II punto :
log(
g( N f ) = log(
g(10 3 ) = 3
log( N f ) = log(10 6 ) = 6
log(
g(σ f ) = log(
g(ασ R )
log(σ f ) = log(σ aL )
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curva di Wholer
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curva di Wholer
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Parametri - fatica
Da normativa per i materiali strutturali la prova di fatica viene condotta
su provini ben definiti:
cilindri di piccolo diametro (in genere 10 mm) senza intaglio (nella
zona di misura Kt=1) e con bassa rugosità superficiale (circa 0
0.3
3μm)
Nella realtà in un componente meccanico le condizioni operative
sono differenti.
Nella definizione della durata a fatica di un componente bisogna, quindi,
tener conto in qualche modo delle differenze.
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Parametri - fatica
Parametri che influenzano il comportamento a fatica di un componente.
Materiale
Condizioni Operative
Geometria
Dimensioni
Costruzione e Lavorazioni
Per la maggior parte di questi parametri si utilizza un coefficiente correttivo:
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Parametri - fatica
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Materiale
La variabilità della composizione comporta variabilità nella risposta a fatica.
Ad esempio gli acciai a seconda della loro struttura, bainitica, ferritica,
perlitica e martensitica hanno un comportamento a fatica differente, (K va
rispettivamente diminuendo).
Anche la dimensione e l’orientamento dei grani ha influenza, così come la
presenza di impurità.
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Condizioni operative
Temperature
p
di esercizio
Ambiente corrosivo.
Tipologia di carico.
Frequenza dei Carichi.
Usura di contatto.
T
Tensioni
i i residue
id
Coefficiente di sicurezza
EFFETTO DEL CARICO MEDIO.
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Condizioni operative
Temperature di esercizio:
con Top < Tamb possibile frattura fragile
con Top > Tamb p
possibile snervamento
in genere parametro correttivo come per
prova di trazione
Tensioni residue:
possono migliorare o peggiorare il comportamento a
fatica del componente:
tensioni residue di compressione,
p
, esempio
p p
pallinatura
(su molle elicoidali) aumentano
di circa il 20% la resistenza a fatica del componente.
Fattore di carico:
quando le prove di fatica non sono condotte a
flessione rotante ma a sforzo assiale o torsione:
valori medi:
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Dimensioni
Si tiene conto delle dimensioni tramite formulazioni derivate da dati
sperimentali
p
o tabelle p
presenti in normative. Esempio
p barrotti cilindrici
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Finiture supeficiali
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Finiture supeficiali
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Geometria: effetto intaglio
Kt =
σ vero
σ nominale
σ aL − materiale
Kf =
σ aL − intaglio
K f = 1 + q( K t − 1)
ibilità all’intaglio
ll’i t li d
dell materiale
t i l
con q = sensibilità
formule empiriche:
p
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Geometria: effetto intaglio
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Geometria: effetto intaglio
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Geometria: effetto intaglio
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Effetto del carico medio
ciclo alterno simmetrico: R=-1
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Effetto del carico medio
ciclo pulsante dall’origine: R=0
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Effetto del carico medio
ciclo g
generico: in q
questo caso R=0.412
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Effetto del carico medio
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Effetto del carico medio
Scelto N ed effettuate prove di fatica con cicli aventi carichi medi variabili:
σa
N = costante
σm
σy σr
N.B. sull’asse delle ordinate (σm=0) si ha il ciclo alterno simmetrico
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Effetto del carico medio: curva di Haig
N = costante
σa
σy
σf
σm
−σy
σy
σy σr
σR
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Effetto del carico medio: curva di Goodman
N = costante
σa
σf
σm
σy σr
σR
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Effetto del carico medio: curva di Sodeberg
N = costante
σa
σf
σm
σy σr
σy
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Effetto del carico medio: curva di Gerber
N = costante
σa
σf
σm
σy σr
σy
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Effetto del carico medio: curva ellittica
N = costante
σa
σf
σy
σm
σy σr
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Effetto del carico medio
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Effetto del carico medio
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Effetto del carico medio
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Effetto del carico medio
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Effetto del carico medio
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