fe-safe

L'analisi della fatica strutturale valuta la risposta del materiale all'interno di una struttura se esposta a carichi ripetuti nel tempo. L'analisi della fatica strutturale esamina l'integrità strutturale e il modo in cui cambia in condizioni di carico ciclico. Analizzando fattori come le concentrazioni di sollecitazioni, le variazioni di carico e le proprietà dei materiali, l'analisi della fatica strutturale può prevedere la durata di vita dei componenti e aiutare a prevenire guasti catastrofici dovuti a danni da fatica.

L'analisi della fatica riveste un ruolo cruciale nell'ingegneria, poiché consente di predire e incrementare la durata dei materiali sottoposti a sollecitazioni cicliche. Di seguito sono riportati i metodi principali utilizzati nell'analisi della fatica:

1. Metodo di sollecitazione-vita (curva S-N): la curva S-N è un metodo tradizionale che prevede di tracciare l'ampiezza delle sollecitazioni del materiale rispetto al numero di cicli fino alla rottura. Il metodo della curva S-N si presta particolarmente bene all'analisi della fatica a ciclo elevato, quando le sollecitazioni rimangono entro l'intervallo elastico.
2. Metodo di deformazione-vita (curva ε-N): questo approccio viene utilizzato per l'analisi della fatica a basso ciclo in cui i livelli di sollecitazione sono sufficientemente elevati da causare la deformazione plastica. Consiste nel tracciare l'ampiezza della deformazione rispetto al numero di cicli fino alla rottura.
3. Metodo della meccanica della frattura: il metodo della meccanica della frattura viene utilizzato per prevedere la crescita di crepe preesistenti sotto carico ciclico. Si tratta di un metodo particolarmente efficace per strutture che presentano difetti simili a crepe e si basa su principi derivanti dalla meccanica delle fratture.
4. Tasso di crescita delle crepe da fatica (da/dN vs. ΔK): questa tecnica si basa sullo studio della velocità con cui cresce una crepa esistente durante un determinato numero di cicli di carico, in funzione dell'intervallo del fattore di intensità della sollecitazione (ΔK). È fondamentale per prevedere la durata residua di un componente danneggiato.
5. Analisi della fatica multiassiale: questo approccio viene utilizzato quando lo stato di sollecitazione è complesso, coinvolgendo più direzioni. Per prevedere con maggiore precisione i guasti, è necessario ricorrere a modelli più sofisticati, ad esempio l'approccio del piano critico.
6. Metodi energetici: questi metodi, come l'approccio all'energia di isteresi, considerano l'energia assorbita in un materiale durante il carico ciclico come il principale fattore trainante per i danni da fatica.
7. Analisi a elementi finiti (FEA): FEA è uno strumento di calcolo per prevedere sollecitazioni, deformazioni e spostamenti di materiali e strutture sotto carico. Insieme ai modelli del ciclo di fatica consente di identificare i punti critici e a stimare i cicli di fatica. Ciascun metodo presenta le proprie applicazioni specifiche, vantaggi e limitazioni e la scelta del metodo dipende dal tipo di materiale, dalla natura del carico ciclico e dai dati disponibili.

fe-safe è un software leader nell'analisi della fatica per modelli a elementi finiti che si interfaccia direttamente con tutte le principali suite FEA e può soddisfare le applicazioni del settore più complesse. Si tratta del primo software commercialmente disponibile che si è focalizzato su metodi moderni e avanzati per la valutazione della fatica basata sulle deformazioni multiassiali. fe-safe è molto apprezzato dai progettisti per la precisione, la velocità, le funzionalità complete e la facilità d'uso.

Con fe-safe come parte integrante del processo di progettazione, è possibile eseguire analisi della fatica in modo rapido e accurato. Si adatta perfettamente al processo di progettazione, consentendo di sviluppare prodotti durevoli ed economici. Inoltre, riduce al minimo il rischio di trascurare i punti critici di rottura per fatica, riducendo i potenziali costi di richiamo e le richieste di rimborso in garanzia.

Il carico ciclico è fondamentale nell'analisi della fatica. Comporta il caricamento ripetuto di un componente, che può portare a regioni ad alta sollecitazione e infine causare l'innesco di crepe. Comprendere i modelli di carico ciclico è fondamentale per una corretta analisi della fatica.

Il cedimento da fatica si verifica nei materiali soggetti a sollecitazioni e deformazioni fluttuanti nel tempo, anche se tali sollecitazioni sono al di sotto della resistenza alla trazione finale del materiale. A differenza dei cedimenti improvvisi dovuti a una singola applicazione di sollecitazione elevata, il cedimento da fatica si sviluppa gradualmente a causa dell'effetto cumulativo del carico ciclico.