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Il Gruppo Italiano della Frattura (IGF) in collaborazione con i gruppi di Costruzione di Macchine dell’Università di Ferrara, dell’Università di Padova e dell’Università di Udine ha organizzato questo Workshop sulle problematiche legate alla progettazione a fatica di giunzioni saldate (… e non) con l’intento di stimolare il dibattito su questo attuale e importante tema. In particolare, il presente Workshop è stato organizzato con la volontà di creare, nell’incantevole scenario delle Alpi Giulie, una occasione di approfondimento, sia per i ricercatori che per gli ingegneri impegnati in questo difficile campo, non solo sui meccanismi di danneggiamento ma anche sulle più moderne metodologie di progettazione di giunti saldati (… e non) soggetti in esercizio a carichi affaticanti. Questo volume, pertanto, raccoglie in forma estesa le numerose memorie specificatamente preparate per questo evento e presentate a Forni di Sopra (UD) il 9 e 10 Marzo 2009. Segnalando con soddisfazione l’alto contenuto scientifico di tutti i lavori contenuti nella presente pubblicazione, ci preme anche sottolineare che in essa sono riportati i preziosi contributi dati dai tre invited speakers di fama internazionale, ovvero dal Prof. Paolo Lazzarin (Universtà di Padova, I), dal Prof. Neil James (Università di Plymouth, UK) e dal Prof. Morris Sonsino (LBF, Darmstadt, G).

2009 Forni di Sopra - Progettazione a fatica di giunzioni saldate (...e non) Gruppo Italiano Frattura (IGF)

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Il Gruppo Italiano della Frattura (IGF) in collaborazione con i gruppi di Costruzione di Macchine dell’Università di Ferrara, dell’Università di Padova e dell’Università di Udine ha organizzato questo Workshop sulle problematiche legate alla progettazione a fatica di giunzioni saldate (… e non) con l’intento di stimolare il dibattito su questo attuale e importante tema. In particolare, il presente Workshop è stato organizzato con la volontà di creare, nell’incantevole scenario delle Alpi Giulie, una occasione di approfondimento, sia per i ricercatori che per gli ingegneri impegnati in questo difficile campo, non solo sui meccanismi di danneggiamento ma anche sulle più moderne metodologie di progettazione di giunti saldati (… e non) soggetti in esercizio a carichi affaticanti. Questo volume, pertanto, raccoglie in forma estesa le numerose memorie specificatamente preparate per questo evento e presentate a Forni di Sopra (UD) il 9 e 10 Marzo 2009. Segnalando con soddisfazione l’alto contenuto scientifico di tutti i lavori contenuti nella presente pubblicazione, ci preme anche sottolineare che in essa sono riportati i preziosi contributi dati dai tre invited speakers di fama internazionale, ovvero dal Prof. Paolo Lazzarin (Universtà di Padova, I), dal Prof. Neil James (Università di Plymouth, UK) e dal Prof. Morris Sonsino (LBF, Darmstadt, G).

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    Comportamento a fatica dei giunti saldati in funzione della densità di energia di deformazione locale ...

    Comportamento a fatica dei giunti saldati in funzione della densità di energia di deformazione locale ...

    Il criterio della densità di energia di deformazione (SED) considera un preciso volume di controllo posizionato in corrispondenza del piede o della radice dei cordoni di saldatura, ossia delle zone di possibile innesco delle cricche di fatica. Modellati i cordoni come intagli a V non raccordati e con diverso angolo di apertura, il volume è riconducibile a un settore circolare nei casi di tensione o deformazione piana. Il valore medio della densità di energia di deformazione dipende essenzialmente dalle distribuzioni singolari nei giunti di medio ed elevato spessore, mentre importante diventa il contributo della Tstress nei giunti di spessore ridotto. Entrambi gli effetti sono correttamente computati utilizzando modelli agli elementi finiti, anche utilizzando mesh con un numero ridotto di gradi di libertà. Il fatto è di notevole interesse per una possibile applicazione del metodo a strutture saldate di geometria complessa. Agli effetti descritti, tipicamente riconducibili a una modellazione piana, si possono accompagnare campi singolari non convenzionali, legati a effetti tridimensionali indotti dalla geometria.

    • 45 min
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    New insights into predicting the fatigue ranking of steel welds.

    New insights into predicting the fatigue ranking of steel welds.

    This work has investigated the potential for information contained in the residual transverse strain and microhardness profiles to predict the fatigue performance ranking for a series of 12 MIG welds made in RQT701 steel under different conditions. The experimental matrix included two plate thicknesses, two heat inputs and three types of filler metal. Predictive modelling considered the use of a number of parameters that might characterise the effect of residual strain and microhardness profiles on fatigue performance, including maximum range experienced at the toe, gradients associated with the weld toe, and changes in these parameters across the weld toe. It proved possible to predict the fatigue ranking at a life of 10 5 cycles for 10/12 of the weld conditions tested, based on weld toe hot spot strain and a combination of residual strain range at 1 mm depth and the hardness range at mid-depth. Relationships were observed between the measured parameters and fatigue performance at lives of 2x10 6 cycles but additional discriminating parameters are required to predict fatigue ranking

    • 31 min
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    Sulla stima della vita a fatica di giunti saldati soggetti a carichi multiassiali ad ampiezza variabile.

    Sulla stima della vita a fatica di giunti saldati soggetti a carichi multiassiali ad ampiezza variabile.

    This paper summarises an attempt of devising an new engineering approach, based on the socalled Modified Wöhler Curve Method, suitable for estimating fatigue lifetime of both steel and aluminium welded connections subjected to variable amplitude multiaxial fatigue loading. The Maximum Variance Method is used to determine the orientation of the critical plane and the cycle counting is directly performed in terms of shear stress resolved along the maximum variance direction. The accuracy of the proposed methodology was checked by using two different datasets taken from the literature and generated by testing both steel and aluminium tube-to-plate welded connections under in-phase and 90° out-of-phase variable amplitude bending and torsion. The proposed fatigue life assessment technique was seen to be highly accurate, resulting in estimates falling within the scatter bands of the curves used to calibrate the Modified Wöhler Curve Method. This seems to strongly support the idea that the proposed approach can be considered as an effective engineering tool, capable of performing multiaxial fatigue assessment under variable amplitude loading by fully complying with recommendations of the available standard codes.

    • 18 min
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    Verifica a fatica dei giunti saldati sulla base di misure di deformazione locale

    Verifica a fatica dei giunti saldati sulla base di misure di deformazione locale

    • 19 min
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    Un criterio generale per la valutazione della durata a fatica di strutture saldate a punti.

    Un criterio generale per la valutazione della durata a fatica di strutture saldate a punti.

    Nel presente lavoro, un criterio di valutazione della durata a fatica di strutture saldate multipunto, già illustrato in precedenti lavori, viene applicato ad una serie di risultati sperimentali presenti in letteratura. Tale criterio è basato sull’utilizzo di un elemento punto di saldatura da inserire nel modello
    FE di strutture saldate a punto. Con l’impiego di tale elemento, la cui formulazione è basata sulla soluzione analitica in forma chiusa di un modello teorico di riferimento del punto di saldatura, è possibile simulare in maniera estremamente accurata il comportamento strutturale del punto di saldatura medesimo e della regione di lamiera ad esso adiacente. Ciò consente un’altrettanto accurata valutazione degli effettivi carichi transitanti sui punti presenti in una struttura multi-spot. L’elemento punto di saldatura presenta un link di connessione tra le due lamiere, che può essere considerato rigido, nelle condizioni di punto di saldatura integro, o adeguatamente deformabile, allo scopo di simulare il danneggiamento subito dal punto medesimo. Quest’ultima caratteristica è quella che permette di definire una procedura di simulazione del danneggiamento progressivo dei vari punti di saldatura durante l’evolversi del ciclo di carico affaticante applicato alla struttura. Il criterio prevede inoltre la definizione di un parametro tensionale convenzionale (ERS – Equivalente Radial Stress) che può essere valutato, analiticamente, per mezzo del modello teorico di riferimento, per ogni punto di saldatura. Tale parametro tiene conto anche dell’evoluzione del danneggiamento del singolo punto di saldatura, simulabile grazie alla particolare definizione dell’elemento punto di saldatura, e della conseguente variazione dei carichi su di esso agenti. Vengono quindi illustrati i risultati con diagrammi ERS-N in base a numerosi dati reperiti in letteratura, dimostrando la buona flessibilità nell’applicazione del criterio proposto, allorquando si considerano provini di caratteristiche molto differenti.

    • 15 min
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    Effetto delle dimensioni del cordone di saldatura sulla resistenza dei giunti a croce

    Effetto delle dimensioni del cordone di saldatura sulla resistenza dei giunti a croce

    La scelta della dimensione da assegnare al cordone di saldatura nel caso di giunzioni saldate a croce può presentarsi problematica, specie quando gli spessori delle lamiere che formano il giunto sono differenti tra loro. Le normative di tipo tecnologico suggeriscono in genere di prevedere uno spessore del cordone di saldatura inferiore al minimo spessore della lamiera da collegare, mentre le normative di tipo strutturale non prevedono una dipendenza della resistenza del giunto, sia statica che a fatica, dalle dimensioni del cordone di saldatura, a meno che queste non siano tanto ridotte da portare a rotture che si inneschino e si propaghino non più nella lamiera base ma nel cordone di saldatura. Scopo del presente lavoro è la verifica, teorica e sperimentale, della variazione della resistenza a fatica al variare del rapporto tra lo spessore del cordone di saldatura e quello minimo delle lamiere da saldare.

    • 10 min

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