Riassunto analitico
I motori a combustione interna sono macchine che trasformano l’energia termica generata dalla combustione del carburante in energia meccanica. Dalla letteratura è ben noto che questo processo ha un’efficienza piuttosto bassa e parte dell’energia viene dissipata sotto forma di calore. In aggiunta a quanto detto, nei motori a combustione interna ad alte prestazioni il carico termico ed i carichi meccanici sono ancor più rilevanti ed insieme possono portare al fenomeno di fatica termo-meccanica.
La fatica è un fenomeno di danneggiamento progressivo del materiale che non mostra segnali, può portare alla rottura del materiale anche per condizioni di carico inferiore al valore di snervamento o di rottura.
La rottura per fatica è un fenomeno che porta con sé una dispersione statistica che influisce sull'analisi dei materiali.
Sulla base di questo, diventa fondamentale studiare il comportamento a fatica per riuscire a prevedere eventuali rotture.
Ciò non è affatto semplice, infatti è un calcolo che comporta una certa complessità anche computazionale.
In letteratura esistono vari criteri che consentono di valutare il comportamento a fatica di un elemento materiale; in questo elaborato viene preso in considerazione il criterio di Dang Van.
Questo permette l'analisi a fatica di un elemento soggetto ad un stato tensionale multiassiale.
La fatica viene valutata a partire dai fenomeni che si manifestano alle scale microscopiche che presentano proprietà differenti rispetto quelli alle macroscale.
All'interno di questa trattazione si sviluppa una metodologia in grado di valutare il fattore di sicurezza, secondo la teoria sopracitata, in elementi meccanici il cui stato tensionale è precedentemente stato ricavato all'interno del software Dassault Systemes Abaqus tramite l'analisi agli elementi finiti. In questo modo è possibile riconoscere la presenza di eventuali regioni critiche a cui bisogna prestare maggiore attenzione per non precludere la validità del componente.
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