Valutazione della resistenza a fatica dei giunti saldati in telai di autobus urbani e filobus.

Il presente lavoro di tesi, sviluppato in collaborazione tra il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Padova e la Západočeská univerzita v Plzni, ha come obiettivo principale la valutazione della vita a fatica di un giunto saldato costituito da un tubolare a sezione quadrata in spessore sottile, componente strutturale del telaio di un autobus urbano. Sono state condotte prove di fatica a flessione con rapporto di carico R = –1, sia ad ampiezza costante che variabile, dalle quali è stata ricavata la curva S–N. Parallelamente, un secondo obiettivo del lavoro è stato la validazione del Peak Stress Method, attraverso analisi numeriche agli elementi finiti e le prove sperimentali di fatica. Il modello agli elementi finiti è stato validato mediante la comparazione delle deformazioni ottenute in prove statiche, condotte applicando 18 estensimetri sulla struttura. Una volta risolto il modello, sono state ricavate le tensioni principali e successivamente il range di tensione equivalente di picco, utilizzato per il confronto tra le curve PSM disponibili in letteratura e quelle derivate dai dati sperimentali. A supporto dell’analisi, sono state inserite le immagini dei provini dopo l’applicazione del liquido penetrante, che hanno permesso di individuare le posizioni delle cricche in accordo con i punti di massima concentrazione di tensione previsti dal modello numerico. Se ad un primo approccio ci si è aspettata la presenza solamente di tensioni di modo 1, vista la natura del carico applicato durante le prove di fatica, analisi approfondite hanno svelato la presenza anche di tensioni di modo 3, portando all’utilizzo di bande di progettazione PSM con pendenza k=5 e non più 3. La prima parte della tesi è stata dedicata all’addestramento sulla corretta applicazione del metodo, tramite l’utilizzo del software Ansys Mechanical APDL e lo studio degli aspetti teorici dei principali approcci disponibili in letteratura. Tale fase ha previsto l’analisi di geometrie bidimensionali e tridimensionali, condotta con diversi metodi, al fine di evidenziarne le differenze applicative e verificare la coerenza dei risultati ottenuti. I passaggi delle varie analisi sono stati descritti in modo dettagliato e sequenziale, con l’obiettivo di garantire chiarezza espositiva e permettere al lettore di replicare le procedure. Il lavoro si conclude con la discussione dei risultati conseguiti e l’individuazione dei possibili sviluppi futuri, in un’ottica di continua evoluzione e consolidamento del metodo.