Littérature scientifique sur le sujet « Fretting-fatica »

Scopo del presente progetto di tesi è stato lo studio del fretting in accoppiamenti albero-mozzo soggetti a cicli di fatica. Il mio lavoro si inserisce all’interno di una attività iniziata nel 2016 dove, attraverso la progettazione di un particolare sistema albero-mozzo, si cerca di risalire alle cause principali che portano a cedimento i componenti. Il sistema ideato nel 2016 però presentava alcune problematiche durante le fasi di smontaggio dopo le prove di fatica. Per questo motivo nel 2017 è stato riprogettato l’impianto per risolvere le precedenti problematiche. Il mio compito è stato di reperire quante più informazioni possibili sul fretting, cercando di individuare i parametri che influenzano maggiormente tale fenomeno. In parallelo si è andati alla ricerca di possibili soluzioni numeriche su riviste, articoli ecc... nella speranza di poter trovare un modello FEM applicabile al nostro caso. Infine si è passati al calcolo delle tensioni e pressioni in gioco per via analitica e del coefficiente di concentrazione delle tensione per via numerica

Il seguente elaborato contiene il risultato di prove di laboratorio effettuate su un particolare accoppiamento albero-mozzo che ricreasse le condizioni di usura da fretting, per poterne studiare il comportamento. Per analizzare i provini sono state utilizzate tecniche di controlli non distruttivi, descritte all'interno della tesi assieme al loro metodo applicativo. I risultati ottenuti sono mostrati come immagini catturate grazie all'utilizzo di un microscopio, le quali sono poi opportunamente commentate.

Il presente elaborato di tesi tratta la progettazione di una nuova tipologia di attrezzatura per prove di fatica a flessione rotante, in relazione allo studio del fenomeno del fretting, per quanto concerne gli accoppiamenti shaft hub. La nuova attrezzatura consentirà di ottenere un maggior controllo sulla pressione d'accoppiamento albero mozzo ed una maggiore rapidità nell'acquisizione dei dati derivanti dalle prove di fatica.

L'usura da fretting è un fenomeno che accompagna il comportamento a fatica dei componenti, in accoppiamenti per interferenza. Essa è dovuta allo slittamento relativo delle superfici accoppiate e comporta la riduzione della vita a fatica. In questo elaborato si parte da conoscenze pregresse riguardanti la morfologia delle superfici soggette a fretting e si cerca di individuare caratteristiche peculiari in provini albero-mozzo soggetti a flessione rotante, con prove di fatica a vita interrotta. Vengono utilizzati i fluidi penetranti per individuare cricche in fase di propagazione e per determinare un piano di sezione longitudinale ottimale dei provini, per poter osservare le superfici periferiche dei pezzi usurati. Infine vengono sfruttati i microscopi ottico e multifocale per osservare più approfonditamente il fenomeno.

L’obiettivo dello studio è quello di determinare le cause della rottura a fatica in un accoppiamento albero–mozzo. Nella prima parte si cerca di costruire un modello FEM (attraverso Ansys Workbench 12.0) che simuli il comportamento del provino albero-mozzo sottoposto a una flessione alterna, come nella macchina di Moore. Con esso si cercherà di individuare le variabili del problema e quali potranno influenzare la σy_max e il Kt. Nella seconda parte si cercherà di stabilire se il fretting sia funzione dalle stesse variabili del Kt, se esiste una transizione tra i due fenomeni e la quantità di usura prodotta dal fretting. Infine si realizzeranno delle prove sperimentali per verificare le ipotesi dedotte dall'analisi FEM.

Vengono trattati alcuni aspetti del danneggiamento di materiali soggetti a particolari condizioni di carico variabile, quali la fatica ad alta temperatura e il fretting-fatica. Lo studio è di tipo sia teorico che sperimentale, svolto al fine di analizzare e modellare il comportamento dei materiali e proporre dei modelli per effettuare attendibili valutazioni di vita.