Issue 11

M. Beghini et alii, Frattura ed Integrità Strutturale, 11 (2009) 10-20 ; DOI: 10.3221/IGF-ESIS.11.02 19 Evidentemente, esiste un compromesso della dimensione di diametro del bullone, che massimizza la pressione di perdita. La disponibilità di un modello analitico, permette di trovare tale compromesso con un’analisi parametrica comparativa. C ONCLUSIONI l presente lavoro propone un modello di tenuta dedotto sulla base della meccanica della frattura. La condizione di perdita è la parziale separazione delle superfici della flangia fino al raggiungimento del foro del bullone. La separazione può essere vista come una fessura parzialmente aperta, pertanto il fattore di intensificazione della fessura costituita dalle flange in contatto è necessariamente nullo. L’utilizzo delle “weight functions” ha permesso di descrivere tale condizione in funzione delle tensioni nominali, ossia delle tensioni che si avrebbero se la flangia fosse un unico componente. Al fine di ottenere un modello analitico facilmente risolvibile sono state introdotte delle semplificazioni, che tuttavia a posteriori si sono dimostrate lecite, in quanto le validazioni del modello (numerica e sperimentali) hanno dato esito positivo. Il modello analitico di tenuta proposto, non è in grado di valutare l’effetto di aspetti di dettaglio quali: lo stato della superficie (tolleranza di planarità, rugosità, presenza del sigillante), oppure la sequenza di serraggio dei bulloni che può generare disuniformità di preserraggio, oppure la presenza di un gas in pressione piuttosto che un liquido. Tuttavia, il presente modello permette di eseguire un’analisi comparativa di sensibilità ai principali parametri geometrici della flangia quali: passo assiale e distanza dalla superficie interna dell’asse dei bulloni, altezza e larghezza della flangia, offrendo quindi un utile strumento di progetto e di ottimizzazione. (a) (b) (c) (d) Figura 12 . Sensibilità della pressione di contatto ai principali parametri geometrici: (a) passo assiale dei bulloni, (b) larghezza della superficie di contatto della flangia, (c) altezza della flangia, (d) posizione dell’asse del bullone. 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 Analytical prediction FE prediction Case A Case B Case C B V / P t L L,FE,max / p p 2 3 4 5 6 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 Analytical prediction FE prediction Case A Case B Case C V / W t L L,FE,max / p p 2.5 3 3.5 4 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Analytical prediction FE prediction Case A Case B Case C V / H t L L,FE,max / p p 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Analytical prediction FE prediction Case A Case B Case C V / Z t L L,FE,max / p p I