Linear and non-linear structural analysis of notched components with local energy approaches

Nella pratica ingegneristica, i componenti meccanici sono sovente indeboliti da discontinuità geometriche di diversa forma e dimensione, i quali devono essere tenuti in considerazione in fase di progettazione al fine di evitare malfunzionamenti o collassi strutturali. Con l’obiettivo di valutare l’integrità strutturale di componenti indeboliti da intagli soggetti a sollecitazioni di diversa natura, numerosi criteri di cedimento sono stati sviluppati considerando lo stato di tensione e/o di deformazione all’apice dell’intaglio o nelle immediate vicinanze di quest’ultimo. Inoltre, negli ultimi anni, sono stati sviluppati approcci di tipo energetico, i quali hanno dimostrato un’ottima attitudine alla previsione del cedimento di componenti intagliati. In particolare, il criterio basato sulla densità di energia di deformazione (SED) mediata all’interno di un volume strutturale è stato presentato da Lazzarin e Zambardi (2001) al fine di valutare la resistenza di componenti intagliati soggetti a diverse sollecitazioni. L’obiettivo del primo filone di ricerca di questa tesi è quello di estendere e validare il criterio SED considerando sia i modi accoppiati che si generano per effetto Poisson in componenti tridimensionali, sia problemi legati all’applicazione di sollecitazioni di modo misto e di fatica multiassiale. Prendendo spunto da alcuni risultati ottenuti nel caso di sollecitazioni cicliche, il secondo filone di ricerca ha riguardato lo studio di una proposta in grado di discriminare l’effetto dello sfasamento tra le sollecitazioni su provini intagliati a spigolo vivo soggetti a fatica multiassiale. Il terzo filone di ricerca ha riguardato l'implementazione di un software in grado di fornire le tensioni e le deformazioni elasto-plastiche all’apice di un intaglio raccordato sottoposto a fatica oligociclica. Infine, è stato possibile trovare un coefficiente di correlazione tra l'area del ciclo di isteresi all'apice dell'intaglio ed il valore della densità di energia di deformazione elasto-plastica all'interno di un volume strutturale.