Issue 12

R. Tovo et alii, Frattura ed Integrità Strutturale, 12 (2010) 79-87 ; DOI: 10.3221/IGF-ESIS.12.08 79 Previsione della resistenza a fatica in saldature per punti attraverso modellazione solida R. Tovo, P. Livieri, S. Capetta Università di Ferrara, Dipartimento di Ingegneria, via Saragat 1, 44122 Ferrara roberto.tovo@unife.it ; paolo.livieri@unife.it; simone.capetta@unife.it R IASSUNTO . Nel presente lavoro vengono messi a confronto due metodi idonei per la verifica di giunzioni saldate per punti: il metodo del raggio di raccordo fittizio ed il metodo del gradiente implicito. Il primo impone un raggio di raccordo diverso da zero al piede o alla radice del cordone di saldatura, il secondo, invece, considera più semplicemente la saldatura come un intaglio acuto. Il confronto è fatto sulla capacità di prevedere l’affidabilità di giunti saldati per punti in acciaio aventi spessore variabile da 0.8 a 1.5 mm. Tali giunti sono sollecitati a taglio (giunti a semplice sovrapposizione) o a trazione (giunti a tazza). Infine, è discussa la condizione di convergenza delle analisi numeriche necessarie, in entrambi i metodi, per il calcolo di una tensione equivalente da porre a confronto direttamente con la di resistenza a fatica del materiale. A BSTRACT . In this research paper we compare two different methods to estimate the fatigue life of spot welded joints: the method of fiction notch radius and the implicit gradient approach. The first requires a radius of curvature at the weld toe or at the weld root that is different from zero, the second simply considers the weld as a sharp notch. The comparison is made on the ability to predict the reliability of spot welded joints made of steel with a thickness ranging from 0.8 to 1.5 mm. These joints are subjected to shear loading (lap joints) or to tensile loading (circular cup joints). Finally, we discuss the convergence condition of the numerical analysis needed, in both methods, for the calculation of equivalent stress to be used in the fatigue analysis. P AROLE CHIAVE . Saldature per punti; Gradiente implicito; Metodi numerici. I NTRODUZIONE elle strutture saldate l’effetto d’intaglio dovuto al cordone di saldatura gioca un ruolo fondamentale nella previsione della resistenza a fatica. Come ben noto, le normative [1, 2] o le procedure di riferimento internazionali [3] propongono le curve di progetto dei più comuni particolari saldati in funzione della tensione nominale. Tuttavia, nei casi assai frequenti in cui la geometria del giunto non rientrasse nelle classi di resistenza prescritte dalle normative, risulta problematica per il progettista la determinazione della curva di Wöhler del dettaglio strutturale, e di conseguenza, anche il calcolo di un indice di affidabilità del componente saldato risulterebbe di difficile valutazione. È comunque ampiamente riconosciuto in letteratura che per affrontare il problema dell’effetto d’intaglio nelle saldature si debba far ricorso ad una procedura di tipo locale che ritenga pericoloso, ai fini della resistenza a fatica, il campo di tensione nelle immediate vicinanze del cordone di saldatura anziché la sola tensione nominale a monte del cordone (si veda ad esempio la trattazione sui metodi locali presentata da Radaj et al. [4]) . Nel presente lavoro verranno presi in esame due metodi ritenuti capaci di integrarsi con la moderna progettazione assistita dal calcolatore. Il primo è il metodo del raggio di raccordo originariamente proposto da Neuber e successivamente applicato da Radaj alle saldature di grosso N