Analisi critica delle procedure di calcolo FEM dei ... - andreabracciali.it

XXXIX CONVEGNO NAZIONALE – MARATEA, SETTEMBRE 2010La dimostrazione della resistenza statica nei confronti dello snervamento utilizzerà di solito uncoefficiente S 1 =1.15 per ciascun caso di carico a meno che esso non venga ridotto a S 1 =1.0 previoaccordo fra costruttore e cliente nel caso in cui sia prevista la verifica sperimentale della cassa, leincertezze sopra indicate siano basse ed i casi di carico siano stati sovrapposti numericamente.Il seguente rapporto deve essere verificato a carico eccezionaledove R è il carico di snervamento R el o il carico allo 0.2% di allungamento residuo R p02 . Nel calcolarele tensioni nei materiali duttili non è necessario tenere in conto le concentrazioni di tensione; se ilcalcolo le incorpora automaticamente, allora è possibile che localmente siaσ > R purché in areepiccole e tali da non causare significative deformazioni permanenti alla rimozione del carico.La dimostrazione della resistenza statica nei confronti della rottura utilizzerà di solito un coefficienteS 2 =1.5 (che incorpora anche S 1 ) a meno che esso non vi siano percorsi di carico alternativi, esistanoparti progettate specificamente per collassare o i calcoli siano sufficientemente dettagliati per fornireun elevato livello di affidabilità in merito alle performance nelle zone critiche:(6)dove R m è il carico di rottura del materiale.La verifica a stabilità e la dimostrazione della rigidezza vengono indicate dalla normativa ma nonvengono trattate nel presente lavoro in quanto non di interesse.Per quanto concerne la dimostrazione di resistenza a fatica, la norma premette che esistono alcunezone critiche nel veicolo:• i punti di ingresso del carico (inclusi i punti di collegamento delle appartecchiature);• i giunti fra gli elementi strutturali (saldature, collegamenti con viti);• cambiamenti nella geometria che danno origine a concentrazioni di tensione (porte, angolidelle finestre).L’identificazione di queste zone è essenziale e viene condotta sulla base dell’esperienza, di calcoli e diprove.E’ possibile dimostrare la resistenza a fatica per mezzo del metodo del limite di fatica o del metododell’accumulo del danneggiamento, previo accordo fra cliente e costruttore. Dato che tutti i casi dicarico sono stati analizzati ed il comportamento del materiale è noto in tutte le condizioni, non sononecessari ulteriori coefficienti di sicurezza nel calcolo.Il metodo del limite di fatica è utilizzabile quando tale limite esista; l’approccio dell’accumulo deldanneggiamento è utile quando si riveli inappropriato mantenere sempre le tensioni al di sotto dellimite di fatica o se tale limite non è definito. Algoritmi di conteggio, curve di fatica e ipotesi diaccumulazione del danneggiamento sono state precedentemente descritte (es. par. 3.5).I casi di carico per il progetto sono i casi di carico statico e dinamico. Nel primo caso la normativaindica i carichi longitudinali di compressione o di trazione per ogni tipologia di rotabile (a livellorespingenti, finestrini cabina di guida, al disopra del pavimento della cabina di guida). In merito aicarichi verticali eccezionali, la norma indica come, per i veicoli delle categorie P-I, P-II e P-III, checoprono la totalità delle vetture convenzionali e le locomotive, il carico eccezionale sia da assumersipari a 1.3×g×(m 1 +m 2 ), che corrisponde ad un sovraccarico dinamico di 0.3 volte il carico staticogravante sulla cassa. I casi di carico devono poi essere sovrapposti in maniera opportuna secondo latabella 11 della norma (Figura 19).(7)