Sviluppo del Peak Stress Method per la progettazione a fatica di giunzioni saldate in lega leggera soggette a carichi multiassiali ad ampiezza variabile

The following paper, conducted in collaboration with the Italian company Zamperla, aims to validate the Peak Stress Method (PSM) for fatigue testing of light alloy welded joints subjected to both constant amplitude (CA) and variable amplitude (VA) multiaxial loads. Specifically, the CA formulation of PSM, a local approach that exploits finite element numerical analyses with coarse meshes to estimate the fatigue strength of welded joints, is extended to the case of VA stresses by coupling the CA formulation with a linear damage accumulation law (Palmgreen-Miner rule). To validate the proposed method, experimental fatigue tests were carried out on aluminum double stiffener and fillet welded joints. Specifically, a first series of experimental tests on transverse double stiffened joints (called "Transverse") allowed the verification and validation of the method under uniaxial loading conditions. Meanwhile, a second series of double stiffening joints inclined at 45° to the load axis (called "Inclined") was used to validate the method under multiaxial loads. Tests were carried out for both types of specimens at both constant amplitude (CA) and variable amplitude (VA) with a load spectrum of type p = 0.25 and cycle ratio R = 0.

Il seguente elaborato, condotto in collaborazione con l'azienda italiana Zamperla, ha come obbiettivo quello di validare il Peak Stress Method (PSM) per la verifica a fatica di giunti saldati in lega leggera, sottoposti a carichi multiassiali sia ad ampiezza costante (CA) che ad ampiezza variabile (VA). In particolare, la formulazione CA del PSM, un approccio locale che sfrutta analisi numeriche agli elementi finiti con mesh grossolane per stimare la resistenza a fatica dei giunti saldati, è esteso al caso di sollecitazioni VA accoppiando la sua formulazione CA ad una legge lineare di accumulo del danno (regola di Palmgreen-Miner). Per validare il metodo proposto sono state effettuate delle prove sperimentali a fatica su giunti in alluminio a doppio irrigidimento e cordone d’angolo. In particolare, una prima serie di test sperimentali su giunti a doppio irrigidimento trasversale (chiamati “Transverse”) ha permesso la verifica e validazione del metodo in condizioni di carico monoassiali. Invece, una seconda serie di giunti a doppio irrigidimento inclinato di 45° rispetto all’asse di carico (detti “Inclined”) è stata utilizzata per validare il metodo in presenza di carichi multiassiali. Le prove sono state effettuate per entrambe le tipologie di provini sia ad ampiezza costante (CA), che ad ampiezza variabile (VA) con uno spettro di carico di tipo p = 0.25 e rapporto di ciclo R = 0.