• cold expansion
• crack
• cricca
• elementi finiti
• fatica
• fatigue
• finite elements
• fracture
• frattura
• joint
• meccanica
• mechanics
• numerical simulation
• propagation
• propagazione
• relaxation
• residual stress
• rilassamento
• simulazione numerica
• stress
• tensioni residue

Tensioni residue di compressione si sono dimostrate molto efficaci nel migliorare la vita a fatica, rallentando la nucleazione delle cricche e la loro successiva propagazione. Uno dei metodi più utilizzati per indurre tensioni residue intorno ai fori degli elementi strutturali è la cosiddetta espansione a freddo (cold expansion). Tuttavia, è stato dimostrato che diversi fattori, quali l'entità e la durata del carico ciclico, la crescita di cricche e il riscaldamento ad alta temperatura possono causare il rilassamento di queste tensioni residue di compressione, riducendo così il loro effetto benefico. La stima della vita a fatica senza considerare questo rilassamento porta spesso a risultati imprecisi e non conservativi. Lo scopo di questo lavoro è studiare l'effetto del rilassamento delle tensioni residue sulla propagazione per fatica di cricche nelle leghe di alluminio. In primo luogo, vengono eseguite simulazioni numeriche per analizzare la procedura di espansione a freddo e, quindi, i corrispondenti campi di sollecitazione residua. Successivamente, il campo di tensioni da espansione a freddo viene rilassato e vengono effettuate analisi di propagazione di cricche in un processo di reverse engineering, in cui i dati sperimentali disponibili vengono utilizzati come riferimento per stimare un valore adeguato del livello di rilassamento delle tensioni.

Compressive residual stresses have proven to be very effective in improving the fatigue life by slowing crack nucleation and the subsequent propagation. One of the most used methods to induce residual stresses around the holes of lug elements is the so called cold expansion. However, it has been shown that several factors such as magnitude and duration of cyclic loading, crack growth and heating can cause these compressive residual stresses to relax, thus reducing their beneficial effect. Estimation of the fatigue life without considering this relaxation often leads to inaccurate and non-conservative results. The purpose of this work is to investigate the effect of residual stress relaxation on fatigue cracking in aluminium alloys. First, numerical simulations are performed to analyze the cold expansion procedure and, therefore, the corresponding residual stress fields. After that, the cold expansion stress field is relaxed and crack propagation analyses are carried out in a reverse engineering process, where the available experimental data is used as a reference to estimate a proper value of the stress relaxation level.