Gli approcci locali per la determinazione della resistenza a fatica di giunti saldati sono ormai comunemente utilizzati nella pratica ingegneristica e le normative ne descrivono il campo di applicazione e guidano il progettista nell’esecuzione dei calcoli con metodi numerici ormai largamente diffusi. Lo scopo di questo lavoro è l’applicazione del metodo della tensione strutturale (structural stress approach) ad un giunto saldato utilizzato nella costruzione e nella riparazione navale al fine di verificare l’applicabilità del metodo ad un caso di geometria particolarmente complessa. Il dettaglio è composto da una saldatura testa-testa tra due profilati a bulbo, rinforzata da un piatto (contropezza) saldato sopra i due profili cianfrinati ma senza saldatura tra le teste dei bulbi. Lo studio è stato svolto seguendo le linee guida del metodo proposte dall’International Institute of Welding (IIW) ed inoltre è stato applicato il metodo alternativo proposto da Xiao e Yamada nel 2004. Prove di fatica e di collasso su modelli in grande scala eseguite presso il laboratorio strutture navali del DINAV sui suddetti giunti hanno consentito un confronto a posteriori: infatti le analisi numeriche sono state svolte senza conoscere i risultati sperimentali. I vari calcoli, eseguiti in accordo alla normativa ma utilizzando differenti approcci ed interpretazioni, hanno mostrato una significativa dispersione di risultati, evidenziando che, nel caso di geometrie particolarmente complesse, questo tipo di approccio non è di facile applicazione e le linee guida dell’IIW non forniscono un metodo univoco per la determinazione della resistenza a fatica del giunto. Tuttavia, utilizzando, fra le metodologie proposte, quelle che meglio si sposano con i criteri generali di buona modellazione FEM e considerando altri effetti sicuramente presenti nella carpenteria pesante quali i disallineamenti fra i profilati, si possono ottenere stime della vita a fatica del giunto in sostanziale accordo con i risultati sperimentali.
Applicazione dell'approccio "structural stress" ad un giunto saldato di geometria complessa
RIZZO, CESARE MARIO;
2008-01-01
Abstract
Gli approcci locali per la determinazione della resistenza a fatica di giunti saldati sono ormai comunemente utilizzati nella pratica ingegneristica e le normative ne descrivono il campo di applicazione e guidano il progettista nell’esecuzione dei calcoli con metodi numerici ormai largamente diffusi. Lo scopo di questo lavoro è l’applicazione del metodo della tensione strutturale (structural stress approach) ad un giunto saldato utilizzato nella costruzione e nella riparazione navale al fine di verificare l’applicabilità del metodo ad un caso di geometria particolarmente complessa. Il dettaglio è composto da una saldatura testa-testa tra due profilati a bulbo, rinforzata da un piatto (contropezza) saldato sopra i due profili cianfrinati ma senza saldatura tra le teste dei bulbi. Lo studio è stato svolto seguendo le linee guida del metodo proposte dall’International Institute of Welding (IIW) ed inoltre è stato applicato il metodo alternativo proposto da Xiao e Yamada nel 2004. Prove di fatica e di collasso su modelli in grande scala eseguite presso il laboratorio strutture navali del DINAV sui suddetti giunti hanno consentito un confronto a posteriori: infatti le analisi numeriche sono state svolte senza conoscere i risultati sperimentali. I vari calcoli, eseguiti in accordo alla normativa ma utilizzando differenti approcci ed interpretazioni, hanno mostrato una significativa dispersione di risultati, evidenziando che, nel caso di geometrie particolarmente complesse, questo tipo di approccio non è di facile applicazione e le linee guida dell’IIW non forniscono un metodo univoco per la determinazione della resistenza a fatica del giunto. Tuttavia, utilizzando, fra le metodologie proposte, quelle che meglio si sposano con i criteri generali di buona modellazione FEM e considerando altri effetti sicuramente presenti nella carpenteria pesante quali i disallineamenti fra i profilati, si possono ottenere stime della vita a fatica del giunto in sostanziale accordo con i risultati sperimentali.
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