Integrità strutturale di ruote ferroviarie: procedure per la ... - AIAS

XXXIV CONVEGNO NAZIONALE AIAS – MILANO, 14-17 SETTEMBRE 2005
nello schema di Figura 11. Le analisi numeriche simulano un ciclo di contatto completo, ottenuto
variando la distanza tra l’asse della cricca e quello della distribuzione di pressione.
p
(MPa)
Figura 10: andamento sperimentale delle pressioni di
contatto utilizzato nelle analisi (F=10000 N) [14].
Figura 11: schema della posizione della cricca rispetto alla
distribuzione di pressione, definizione dell’eccentricità
rispetto a x e a y.
In Figura 12 sono illustrati gli andamenti di KII e KIII in funzione dell’eccentricità in direzione x della
pressione rispetto all’asse della cricca.
KII (MPa.m^0.5)
4
3
2
1
0
-6 -4 -2 0 2 4 6
-1
-2
-3
-4
Eccentricità x [mm]
Hertz
sperimentale
0
-6 -4 -2 0 2 4 6
Figura 12: andamento di K II e K III nel punto A al variare delle distribuzioni di pressione considerate.
Come si può notare le distribuzioni di pressione sperimentale ed hertziana danno luogo a risultati
analoghi, mentre, per quanto riguarda KIII, nullo qualora la cricca presenti l’asse x coincidente con
l’analogo asse del carico applicato, è invece interessante notare che la distribuzione di pressioni
sperimentale, il cui baricentro risulta leggermente eccentrico in direzione y rispetto alla cricca, dà
luogo a valori di KIII non trascurabili, anche se inferiori ai massimi valori di KII.
Le stesse analisi sono state fatte relativamente al punto C ed è stato possibile notare, anche in questo
caso,la somiglianza degli andamenti hertziani e sperimentale e l’influenza della posizione del
baricentro delle pressioni sperimentali relativamente al valore di KII.
Per approfondire l’importanza dell’eccentricità in direzione trasversale, y, sull’entità dei valori dei
fattori di intensificazione degli sforzi lungo il fronte della frattura, i calcoli relativi alla distribuzione
hertziana di pressioni sono stati ripetuti facendo variare anche l’eccentricità in tale direzione. I
risultati ottenuti, relativi al punto A, sono riportati in Figura 13.
Come si può notare le considerazioni che prima erano state fatte per giustificare i risultati relativi alla
distribuzione sperimentali delle pressioni di contatto trovano una conferma. In particolare, si può
KII (MPa.m^0.5)
4
3
2
1
-1
-2
-3
-4
y
x
Area di contatto
D
A B
C
cricca
x
y
Eccentricità x [mm]
Hertz sperimentale