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Previsione della durata a fatica su provino SAE utilizzando un approccio combinato di fatica oligociclica e meccanica della frattura

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Page 10 Il processo di iniziazione della cricca nei metalli duttili è principalmente legato alla presenza di superfici libere, dove l'elemento strutturale elementare, cioè il grano, non è interamente circondato da altri grani che possano "aiutarlo" nel sostenere la tensione causata da una qualsiasi forma di carico. Inoltre è stato mostrato che se su un provino sottoposto a carico ciclico, vengono asportati dei sottili strati di materiale, la vita può essere allungata di molte volte. Nel 1903 fu osservato da Ewing e Humphrey [6] che la cricca partiva da zone della superficie dove bande di scorrimento diventavano più ampie e profonde con il procedere della prova. Successivamente tali bande furono chiamate persistenti; infatti, se dopo alcuni cicli le bande formatisi vengono rimosse mediante processo di elettro erosione, e quindi la prova viene ripresa, si possono osservare bande che nascono sempre dagli stessi punti, da cui il nome. Attualmente le teorie sulla nucleazione della cricca possono essere classificate in due gruppi: nel primo esse assumono il processo di scorrimento procedere continuamente conducendo al danneggiamento della matrice metallica secondo un piano di scorrimento preferenziale, ed infine alla cricca vera e propria; nell'altro gruppo esse si basano sul progressivo incrudimento di alcuni grani con limite elastico più basso e diverse caratteristiche di strain-hardening. La deformazione di tali grani viene dominata da quelli circostanti, che lavorano ancora in campo elastico; i primi si incrudiscono sempre più così che l'ampiezza della tensione imposta non raggiunge il limite di rottura. Nel prossimo paragrafo è mostrata una breve descrizione delle teorie appartenenti al primo gruppo, particolarmente adatte per metalli duttili. 1.3.2. Crack initiation as a slip process. Metals are crystalline in nature, which means that if they are regarded in a microscopic order, the isotropic behaviour that they show at a macroscopic aspect, is lost. Each grain has its own properties of orientation, dimension, internal defects as dislocations, and inside there are plains of easy slip that are oriented in a random manner. If one of these planes is parallel to a direction of maximum applied shear stress it is likely that a slip starts from here. The properties of sliding tend to change during the deformation, i.e. the resistance to sliding increases. When the load is inverted, on that plane the properties of sliding are so changed that it is unlikely a new slip will start on the same plane; thus a new slip starts from a plane, that probably is close to the previous; this process causes an increasing of the surface roughness with creation of little valleys or peaks on the material (intrusions and extrusions). The valleys are considered the cause of a concentration of stress; in fact they act as very small notches giving a stress raiser in the neighbourhood. In this area more and deeper slides can occur increasing the severity of the valley, giving a propagating process, i.e. a damage intensification process. The fact that in some zones of the material (or even of a grain) there are not any formation of slip can be explained stating that probably in that area the plains of easy slip are oriented in a no parallel direction to the maximum shear stress. Some of the intrusions tend to increase their depth, with an increasing of the slipping process to the bottom of the valleys themselves. These are the persistent slip bands above mentioned.
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Informazioni tesi

  Autore: Massimo Acciarini
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 1993-94
  Università: Politecnico di Milano
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Meccanica
  Relatore: P.davoli, Derekgillibrand
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 224

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Parole chiave

meccanica della frattura
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