Validazione di approcci locali per la previsione di resistenza a fatica di giunti saldati di piccolo spessore in acciaio S355 per impiego su attrezzature agricole.

The aim of this thesis is to validate local approaches for predicting the fatigue life of thin welded joints made of S355 steel, used in agricultural equipment. In particular, the Peak Stress Method (PSM) is implemented and compared through 2D and 3D numerical models developed in Ansys®, in order to estimate the peak stresses at the weld toe and compare them with the experimental results. An experimental program was also carried out, including metallographic and microhardness analyses, as well as constant-amplitude fatigue tests on Double Lap and Cover Plate specimens, performed up to 2×10⁶ cycles using a servo-hydraulic testing machine. The strain data acquired by strain gauges were processed to obtain the S–N curves and to investigate the mechanisms of crack initiation and propagation, analyzed through optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). Finally, the experimental data were reanalyzed using the Peak Stress Method, showing that the design curves proposed by the method are also applicable to the thin welded joints investigated in this work, where the fatigue life at technical crack initiation was considered.

Il presente lavoro di tesi ha l’obiettivo di validare approcci locali per la previsione della vita a fatica di giunti saldati di ridotto spessore in acciaio S355, impiegati su attrezzature agricole. In particolare, viene implementato e raffrontato il Peak Stress Method (PSM) attraverso modelli numerici 2D e 3D sviluppati in Ansys®, al fine di stimare le tensioni di picco a piede cordone e confrontarle con i risultati sperimentali. Parallelamente, è stato condotto un programma sperimentale che comprende analisi metallografiche e di microdurezza, nonché prove di fatica ad ampiezza costante su provini Double Lap e Cover Plates, eseguite fino a 2×10⁶ cicli mediante macchina servo-idraulica. I dati di deformazione, acquisiti tramite estensimetri, sono stati elaborati per la costruzione delle curve S–N e per lo studio dei meccanismi di innesco e propagazione delle cricche, analizzati mediante microscopia ottica e SEM. I dati sperimentali sono stati infine rianalizzati con il metodo della tensione di picco PSM, permettendo di evidenziare come le curve di progetto del metodo siano applicabili anche alle giunzioni saldate di ridotto spessore analizzate in questa tesi, dove è stata considerata la vita a fatica a innesco tecnico di cricca.