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Calcolo a fatica

max83m

Utente Junior
Professione: progettista - analista strutturale
Software: Catia V5 - UG - SolidWorks - Hypermesh - Patran - Abaqus - Nastran - Optistruct
Regione: Piemonte
#1
Ciao a tutti,
volevo sapere da qualche esperto di fatica se, a partire da i risultati di una statica che mi da la tensione massima su un componente, è possibile da questo dato fare dei ragionamenti sulla fatica.
Ho avuto diversi pareri. Alcuni dicono di confrontare brutalmente la tensione massima della statica con il valore sigma_D = 0,5 * Rm * 0,7 dove Rm chiaramente è la tensione di rottura del materiale e 0,7 un coefficiente che tiene conto di vari fattori (forma, scala, finitura superficiale, ecc.).
Altri dicono di confrontare la tensione massima ricavata dalla statica con Rs * 0,8 dove Rs è lo snervamento del materiale.
In entrambi i casi, se la mia tensione massima sta al di sotto di quel limite, la vita infinita è garantita.
Io invece ho fatto un altro ragionamento, a partire dal diagramma di Haigh (che ha le due rette limite "Rs-Rs" "Rm-sigma_D", segno il mio punto di lavoro (sigma_a, sigma_m) e questo deve trovarsi all'interno dell'area delimitata dall'intersezione delle due rette limite. Il dubbio però mi sorge nel definire sigma_a e sigma_m; io ho usato sigma_a=sigma_m= tensione max/2. Ma sicuramente non è il modo migliore di procedere.
So benissimo che l'ideale sarebbe utilizzare un programma che ricevendo in input la forza media e la forza alterna con cui sollecitare il pezzo, dia come output la sigma_a e la sigma_m, però non ho a disposizione questo programma.
E mi si richiede di stimare la vita a fatica di un componente semplicemente conoscendo la tensione massima di un pezzo sottoposto ad un carico statico.

Se qualcuno ne sa, lo prego di aiutarmi. Help me.

Grazie!!
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: ♔ Technical manager - Mechanical engineer ♚
Software: SolidWorks, DraftSight, Me10, Freecad, KissSoft, Excel
Regione: Lombardia
#2
Ciao Max83m,
credo che la tua domanda sia prevalentemente a carattere generale e non dello specifico software di analisi ad elementi finiti.

Partiamo da un concetto da chiarire: l'analisi statica serve per valutare resistenza statica a rottura o snervamento e deformazione. L'analisi a fatica viene utilizzata per valutare a seguito di carichi ripetuti nel tempo, il comportamento del materiale.

# Fea statica con i valori di Von Mises (come dal calcolo a mano) la confronti con la sigma limite definita da Rm/3 oppure Rs/1.5 o simili.

# Fea a fatica, occorre un diagramma di Wohler che rispecchia il componente in esame, più dettagliato possibile, con tutti i coefficienti di influenza. Impostare la storia di carico al pezzo e si vedranno le zone che subiranno un accumulo di danno nel tempo peggiori.

Se non vuoi o puoi simulare con FEA la fatica, ti conviene costruirti un foglio excel che faccia la verifica (vedasi il mio output in un altro post http://www.cad3d.it/forum1/attachment.php?attachmentid=15520&d=1277140685) oppure utilizzare il metodo di Gough Pollard e confrontare la sua sigma con quella limite.

Attenzione alle formule che si usano, alle considerazioni della sigma alternata e quant'altro.