Analisi teorica e numerica dell'effetto di variazioni geometriche sulla rigidezza torsionale di alberi per macchine elettriche

Il presente lavoro di tesi consiste nell'analisi, per via teorica e, successivamente, per via numerica, di come la presenza di cave longitudinali (o, più in generale, di variazioni geometriche longitudinali) vada a influenzare la rigidezza torsionale di alberi che costituiscono l'assieme rotante di un alternatore. La prima parte di questo lavoro riguarda il reperimento, in letteratura scientifica, di informazioni e studi riguardanti la tematica. La seconda parte si concentra invece su un insieme di analisi agli elementi finiti preparatorie che, unitamente alla rielaborazione dei loro risultati attraverso varie tecniche, consentono la costruzione di un modello con il quale sia possibile stimare il coefficiente di indebolimento in funzione di parametri adimensionali, ottenuti come rapporto tra le dimensioni caratteristiche della cava e il diametro esterno dell'albero su cui essa insiste. Tale coefficiente consente di valutare il decremento di rigidezza torsionale dell'albero affetto da cava, rispetto all'analogo albero pieno. Successivamente, i risultati ottenuti da questo studio vengono applicati ad una serie di casi industriali, con i quali si dimostra che risulta possibile il calcolo analitico della rigidezza torsionale dell'albero, senza la necessità di eseguire un'analisi FEM. In aggiunta alle tematiche già citate, si provvede ad eseguire anche uno studio preliminare inerente lo stato tensionale. Di nuovo, si eseguono un insieme di analisi agli elementi finiti preparatorie, i cui risultati vengono rielaborati al fine di costruire un altro modello grazie al quale sia possibile determinare il coefficiente di intaglio, per stimare l'effetto di concentrazione delle tensioni sul fondo della cava. Anche in questo caso, gli strumenti sviluppati vengono applicati ad una serie di casi industriali.