INTRODUZIONE

1) INTRODUZIONE

Spesso organi meccanici come alberi a gomito, bielle, assali, molle, se vengono sottoposti a sollecitazioni ripetute, di intensità variabile, possono rompersi improvvisamente di schianto, senza deformazioni e senza che sia stato superato il carico limite di trazione del materiale.






















Wöhler

Wöhler, ingegnere ferroviario tedesco, dopo una vasta mole di lavori sperimentali condotti dal 1860 al 1869, enunciò categoricamente che: “ l’acciaio si romperà ad un carico inferiore al limite elastico se lo sforzo viene ripetuto un numero sufficiente di volte”.

Generalità

Le prove di fatica consistono in cicli di sollecitazione che si ripetono nel tempo.
Le prove si eseguono di norma su provette di forma semplice, lisce o intagliate.
Le sollecitazioni normali o tangenziali prodotte variano seguendo una funzione ciclica nel tempo (funzione sinusoidale).

Cicli di tensione

Ciclo di carico generico

Ciclo alterno simmetrico

Ciclo alterno asimmetrico

Ciclo pulsante

Ciclo dallo zero

Tipi di cicli di tensione

• Il ciclo di tensione può assumere una delle forme rappresentate nelle immagini precedenti




• Il più pericoloso è il ciclo di trazione alternata simmetrica poiché la stessa fibra di materiale, subisce alternativamente un allungamento e un accorciamento uguale e contrario.




• L’ affaticamento è superiore a quello subito dalla fibra che, invece, è costretta solamente ad allungarsi (o ad accorciarsi) e poi tornare alle dimensioni originarie.

Tensione di calcolo

• Si fa riferimento a una tensione nominale calcolata nella sezione resistente considerata.




• Nelle prove di fatica le tensioni risultanti sono inferiori al limite elastico del materiale stesso.

Ciclo di tensione

Dall'immagine del ciclo di carico generico abbiamo visto che:

• Il ciclo di tensione è rappresentato dalla funzione tensione-tempo in un periodo.
• La tensione è la composizione di:

1. tensione alternata
2. tensione statica o tensione media

• Tensione massima: è il più grande valore della tensione nel ciclo. Esso è positivo (+) in trazione e negativo (-) in compressione.
• Tensione minima: è il più piccolo valore della tensione nel ciclo. Esso è positivo (+) in trazione e negativo (-) in compressione.
• Tensione media: è la media tra la tensione massima e la tensione minima. Corrisponde alla componente statica della tensione.
• Ampiezza di tensione: è la semidifferenza tra la tensione massima e la tensione minima. Corrisponde alla componente alternata della tensione.
• Rapporto di tensione Rs: è il rapporto tra la tensione minima e la tensione massima in un ciclo