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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-09222004-145705


Tipo di tesi
Tesi di laurea vecchio ordinamento
Autore
Matoni, Emanuele
Indirizzo email
emanuele.matoni@tin.it
URN
etd-09222004-145705
Titolo
Elaborazione di modelli statistici della velocità di propagazione di cricche per effetto di carichi affaticanti
Dipartimento
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
Relatori
relatore Lazzeri, Roberta
relatore Cavallini, Giorgio
relatore Lazzeri, Luigi
Parole chiave
  • modelli statistici
  • velocità di propagazione di cricche
  • carichi affaticanti
Data inizio appello
12/10/2004
Consultabilità
Completa
Riassunto
La necessità di progettare nuovi aerei e di aumentare la vita operativa dei velivoli già esistenti, cercando di migliorare le caratteristiche di sicurezza e ridurre i costi, ha portato ad un riesame delle attuali metodologie di progetto a fatica di aerei di impiego sia civile che militare.
Gli approcci utilizzati, sia il safe life che il più recente damage tolerance, si basano su valutazioni di tipo deterministico della vita a fatica ed utilizzano dei coefficienti di sicurezza generalmente molto conservativi per evitare rot- ture e malfunzionamenti.
Tali coefficienti non sono ovviamente in grado di cogliere la natura statistica del fenomeno.
Tra gli inconvenienti di questo modo di procedere, i principali sono la man- canza di indicazioni circa il valore del margine di sicurezza e l’impossibilità di risalire, tra i vari parametri che influenzano il fenomeno, a quello che incide maggiormente.
Per superare questi inconvenienti la ricerca si sta concentrando sulla possi- bilità di applicare un approccio di tipo probabilistico più vicino alla realtà fisica del problema.
Tale approccio, in grado di fornire significativi vantaggi, è applicabile sola- mente se sono disponibili le distribuzioni statistiche dei parametri e se si è in grado di simulare numericamente in modo adeguato tutto il fenomeno della fatica.
Ovviamente, prima che questo nuovo approccio possa essere adottato nei regolamenti, è necessario un lungo processo di studio e ricerca per la predisposizione degli strumenti principali per l’applicazione e per le verifiche che gli enti certificanti richiedono prima di accettare una nuova metodologia.
Il presente lavoro di tesi ha come obbiettivo lo sviluppo di modelli sta- tistici capaci di caratterizzare la propagazione di cricche per fatica nella lega di alluminio 2024 T3.
Dovendo effettuare un’analisi di natura statistica la campagna di prove è sta- ta effettuata su trentasei provini appartenenti allo stesso lotto e sottoposti alla stessa condizione di carico.
Nel primo modello sviluppato, il più semplice, le curve sperimentali della velocità, rappresentate in scala doppiamente logaritmica, sono state descritte attraverso delle singole rette di best-fit.
Tale modello però non risulta essere in grado di descrivere efficacemente il fenomeno della propagazione in termini di curva media di propagazione. Dai risultati ottenuti da tale modello si deduce come, descrivendo le curve della velocità attraverso delle singole rette di best-fit, non si ottengano delle curve di propagazione simulate in grado di descrivere accuratamente quelle sperimentali.
Per questo motivo, nel presente lavoro, volendo descrivere accuratamente le curve di propagazione sperimentali, è stato sviluppato un secondo modello capace di descrivere le curve delle velocità attraverso delle coppie di rette di best-fit incidenti.
Quest’ultimo modello risulta fornire una buona descrizione del fenomeno del- la propagazione a fatica sia in termini di curva media di propagazione che di dispersione.
Dai risultati ottenuti dal secondo modello di questo lavoro di tesi risulta chiaro come l’introduzione di un approccio probabilistico possa offrire un valido strumento per il progetto a durability di una struttura aeronautica offrendo un criterio di analisi che permette la valutazione del danneggiamento associato alla fatica in termini probabilistici.
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