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Previsione della tenacità a frattura tramite “local approach” e prove small punch
Last modified: 2009-06-29
Abstract
Il comportamento dei materiali comunemente impiegati nella progettazione di componenti meccanici è soggetto a cambiamenti dovuti prevalentemente a fattori quali invecchiamento, carichi operativi, infragilimento, irraggiamento, ecc. Risulta quindi di primaria importanza la capacità di monitorare tali cambiamenti durante la vita del componente, per stimarne la vita residua ed eventualmente mantenere in servizio il componente oltre la vita prevista, il tutto senza pregiudicarne il funzionamento. Tra le varie tecniche non invasive per il monitoraggio in-situ delle caratteristiche meccaniche, una delle più efficienti è rappresentata dalla prova small punch (SP), che consente di ricostruire le caratteristiche elasto-plastiche e di frattura del materiale asportando un volume minimo ma rappresentativo di materiale dal componente in esercizio. Nel presente lavoro tale tecnica è stata applicata alla ricostruzione delle caratteristiche di un materiale comunemente impiegato nella costruzione di turbine ad alta e media pressione. Tramite l’ausilio di simulazioni ad elementi finiti in cui il materiale è stato modellato con una legge costitutiva elasto-plastica ed un modello di micro-danneggiamento poro-duttile, è stato possibile prevedere il comportamento della prova SP partendo dalle prove di trazione effettuate su provini intagliati (analisi diretta). Successivamente, mediante la tecnica dell ́analisi inversa, si è valutata la capacità di ricostruire le proprietà statiche e a frattura del materiale partendo dalla curva caratteristica di una prova SP. I risultati ottenuti mostrano un buon accordo tra valori sperimentali e previsioni numeriche.
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