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XXXIX CONVEGNO NAZIONALE – MARATEA, SETTEMBRE 2010La norma copre componenti e strutture saldate MIG e TIG e definisce i cicli di carico come in Figura12 per l’ampiezza costante e contempla l’uso degli algoritmi reservoir e railflow per conteggiare i ciclidelle storie di carico con ampiezza variabile.Vengono definiti la tensione nominale, la tensione modificata; quest’ultima può richiedere l’uso di uncoefficiente K gt definito come la concentrazione di tensione teorica valutata per il materiale elasticolineare omettendo le influenze (locali o geometriche) già incluse nelle curve di fatica ∆σ-N deldettaglio costruttivo considerato come riferimento (Figura 21).Figura 21: esempio di applicazione di tensione modificata in presenza di una grande variazione disezione.Le tensioni nominali sono calcolate mediante l’uso di modelli di calcolo comprendenti, in ordine dicomplessità crescente, travi, membrane, gusci o elementi solidi. Riguardo ai modelli con elementisolidi, la norma specifica che quando vengono calcolate le tensioni modificate, le concentrazioni localidi tensione quali quelle del dettaglio costruttivo classificato ed il profilo di saldatura già incluso nellacategoria del dettaglio dovrebbero essere omessi; la mesh nella zona di innesco dovrebbe essere fineabbastanza da predire accuratamente il campo di tensione generale intorno al punto prescelto ma senzaincorporare gli effetti appena richiamati.Vengono fornite regole per definire l’orientazione del campo di tensioni. Per la definizione deglispettri di carico si veda quanto sopra detto; il calcolo dell’intervallo di tensioni equivalente per modellidi carichi di fatica standardizzati farà riferimento al valore γ Ff ∆σ E,2 corrispondente a N c =2 × 10 6 cicli.La resistenza a fatica viene verificata mediante le curve S/N (Figura 22) che sono definite fra 10 5 e5×10 6 cicli dalla relazionementre fra 5×10 6 e 10 8 cicli essa vale(8)dove m 1 ed m 2 , diversamente dal caso degli acciai, sono funzione anche del tipo di categoria.(9)Vengono quindi definiti una serie di valori standard di ∆σ C con lo scopo di definire delle categorie dicomportamento (in alcune condizioni applicative un giunto viene degradato di 1, 2 o 3 categorie aseconda della particolare applicazione). Questi valori standard di ∆σ C sono riportati in Figura 23.L’Allegato J della norma riporta tutti i particolari, con le costanti m 1 ed m 2 , i dettagli dell’esecuzione e,ovviamente, i valori di ∆σ C della categoria del dettaglio unitamente ai valori di ∆σ per diversi numeridi cicli. Si osserva come il valore per lamiere, piastre e semplice barre estruse e parti lavorate (adesclusione della lega 7020), corrisponda ad un ∆σ C =90 N/mm 2 , mentre il ∆σ C della maggior parte deicomponenti saldati sia decisamente basso, con valori di 40, 30 o perfino 20 N/mm 2 (il minimo è 12N/mm 2 ).
XXXIX CONVEGNO NAZIONALE – MARATEA, SETTEMBRE 2010Questo è evidenziato anche al paragrafo A.1.4.c) della norma: “use of welding: Some commonly usedwelded details have low fatigue strength. This applies not only to joints between members, but also toany attachment to a loaded member, whether or not the resulting connection is considered to be'structural'”. Come noto, l’effetto della saldatura sulle leghe di alluminio (specialmente per gli estrusi)è deleterio e si applica anche collegamenti che apparentemente non sono considerati essere strutturali.Figura 22: curve S/N per le leghe di alluminio.Figura 23: valori standard di ∆σ C per le leghe di alluminio.4.6. Considerazioni sull’uso delle varie normativeAnche nel campo del calcolo delle casse il panorama è assai variegato, specialmente per le cassecostruite con profilati di alluminio anche perché per questi manca una lunga storia pregressa comeviceversa nel caso delle casse in acciaio.Al solito i progettisti non amano l’uso dell’Eurocodice in quanto comporta variazioni di tensioniammissibili molto basse (±45 N/mm 2 per il miglior materiale base). Occorre comunque dire che lesollecitazioni dinamiche sulle casse sono dell’ordine del 30% rispetto al carico statico (addirittura del20% se il veicolo ha sospensioni pneumatiche con un sistema di sicurezza che indichi ilmalfunzionamento [3]), pertanto il rischio che una cassa verificata da un punto di vista statico nonsoddisfi le verifiche globali a fatica è relativamente basso.Alcuni costruttori usano diagrammi proprietari per le caratteristiche dell’alluminio (Figura 24) per 10 7cicli, dai quali si evince che la resistenza alternata è ±70 N/mm 2 , corrispondente a ∆σ C =140 N/mm 2(nell’Eurocodice non esiste alcun materiale o giunto in grado di offrire questa performance!); peraltronon vi è classificazione del giunto ma solo l’indicazione delle tensioni ammissibili nella zona saldata enella zona termicamente alterata. In questo approccio il ∆σ C dipende dalla σ media, cosa che invecenon compare nell’Eurocodice.E’ infine interessante osservare che, nel caso di giunti saldati in alluminio in presenza di sollecitazionidi fatica multiassiali, l’ipotesi dell’accumulo del danneggiamento per cui deve risultare D≤1 nonrisulta verificata a discapito della sicurezza [16]; in questo caso gli autori propongono un valore D≤0.5[17].
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