La fatica dei metalli nell’industria aeronautica: effetti sull’integrità strutturale. Il caso China Airlines 611

Il presente elaborato analizza il fenomeno della fatica dei materiali metallici e le sue implicazioni sull’integrità strutturale in ambito aeronautico. Nella prima parte vengono illustrati i fondamenti della meccanica della frattura, i modelli sperimentali e analitici per la previsione della vita a fatica (diagramma di Wöhler e Legge di Paris) e i parametri fisici e ambientali che alterano l’innesco e la propagazione delle cricche. Un focus specifico è dedicato alle strategie progettuali moderne, essenziali per la gestione dei cicli ripetuti di pressurizzazione delle fusoliere. La validità e i limiti operativi di tali approcci teorici vengono successivamente verificati attraverso l’analisi ingegneristica del cedimento strutturale del volo China Airlines 611, evidenziando come un errore manutentivo, combinato alla sottovalutazione del rischio fatica, possa tradursi in un grave fallimento strutturale. La mancata asportazione dei graffi originari ha generato severe concentrazioni di tensione e uno stato di fatica multiassiale, innescando un Multiple Site Damage (MSD) occultato dalla piastra di rinforzo. L’esame dei dati investigativi e dei rottami (in particolare l’elemento 640 lungo la stazione STA 2100) dimostra come l’installazione di un repair doubler non conforme alle specifiche costruttive, applicato a seguito di un tail strike, abbia alterato la distribuzione locale degli sforzi. Come dimostrato dall’analisi della resistenza residua, dopo circa 15.000 cicli operativi l’unione di queste cricche ha portato la struttura al di sotto della soglia critica, causando la propagazione instabile e la disintegrazione del velivolo. Il caso di studio evidenzia concretamente l’inefficacia delle sole ispezioni visive per danni superficiali e interni, sottolineando la necessità di applicare rigorosamente i controlli non distruttivi per garantire il mantenimento dei requisiti di tolleranza al danno previsti in fase di progetto.