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I nuovi scenari di utilizzo delle turbine a gas per la produzione di energia elettrica prevedono un forte incremento della frequenza di cicli di accensione-spegnimento. La fatica termomeccanica è un aspetto fondamentale nella progettazione della turbina e nella scelta dei materiali.
Le pale primo stadio di alta pressione sono tra i componenti più sollecitati per via delle condizioni operative e degli effetti d’intaglio dovuti alle canalizzazioni di raffreddamento. Una delle regioni più critiche è la zona del bordo di uscita in prossimità del raccordo con la piattaforma.
Il processo produttivo influenza notevolmente le proprietà meccaniche locali del materiale e la geometria degli elementi che costituiscono fattori di concentrazione delle tensioni. Per una corretta valutazione della resistenza a fatica termomeccanica, è necessario condurre prove su componenti in piena scala.
L’attività di tesi ha riguardato la progettazione e realizzazione di un banco prova che riproducesse lo stato tensionale di esercizio in corrispondenza della zona critica del componente. Il modello EF del banco è stato validato mediante misure locali di deformazione. È stata condotta una campagna di prove su pale fornite da BHGE - Nuovo Pignone Tecnologie S.r.l.. È stata infine studiata la sensitività dei risultati rispetto alle condizioni di prova ed ai parametri geometrici del banco e delle pale.