Analisi a fatica nella progettazione strutturale

L’analisi a fatica non fornisce alcuna resistenza finale o numero di cicli che il dettaglio può sopportare. Fornisce solamente degli spunti per ulteriori calcoli in base ai codici.

È sempre necessario impostare almeno due casi di carico. Il primo caso di carico è quello di riferimento. Si assume, ad esempio, un peso proprio della struttura e può contenere carichi nulli. Gli altri casi di carico simulano le azioni di fatica. Lo sforzo nominale normale e di taglio fornito da IDEA StatiCa è l'intervallo di sforzo tra l'azione di fatica, ad esempio LE2, e il caso di carico di riferimento.

Ad esempio, lo sforzo di taglio in un determinato punto è di 50 MPa nel caso di carico di riferimento e di 180 MPa in LE2. Lo sforzo di taglio nominale indicato in questo punto è:

\[\tau = 180-50=130\, \textrm{MPa}\]

Si noti che non deve verificarsi alcuno snervamento delle piastre determinato delle azioni di fatica, altrimenti gli intervalli di sforzo vengono distorti. 

Le sollecitazioni sono disponibili per:

• Bulloni
• Saldature
• Piastre

Bulloni

In corrispondenza dei bulloni, le sollecitazioni sono determinate semplicemente dividendo la forza per l'area corrispondente:

• \(\sigma = F_t / A_s \)
• \(\tau = V / A \)

dove:

• \(F_t\) – forza di trazione nel bullone
• \(A_s\) – area del bullone sollecitata a trazione 
• \(V\) – forza di taglio nel bullone; nel caso di più piani di taglio, si utilizza la forza di taglio più alta
• \(A\) – area del bullone resistente a taglio; area di sollecitazione a trazione se le filettature sono intercettate dal piano di taglio, altrimenti, area della sezione trasversale lorda

Saldature

Le saldature in CBFEM sono costituite dall'elemento di saldatura a vincoli multipli che collega le piastre. La distribuzione delle sollecitazioni nella saldatura è disturbata dai vincoli e, pertanto, le sollecitazioni sono considerate da una sezione situata a 1,5 volte la lunghezza del cordone dal punto iniziale. Vengono create tre sezioni per una saldatura ad angolo bilaterale. Due sezioni appartengono alla stessa categoria di dettaglio e viene mostrata solo quella più sollecitata. Sono mostrati lo sforzo normale massimo e lo sforzo di taglio corrispondente nello stesso punto, nonché lo sforzo di taglio massimo e lo sforzo normale corrispondente nello stesso punto.

Si vedano anche i miglioramenti dell'analisi a fatica nella versione 22.0.

Piastre

È possibile visualizzare le sollecitazioni nelle piastre creando una sezione definita dall'utente tramite un'operazione di produzione del piano di lavoro. Nella figura seguente sono stati creati due piani di lavoro per visualizzare le sollecitazioni intorno ai fori dei bulloni. Sono mostrati lo sforzo normale massimo e lo sforzo di taglio corrispondente nello stesso punto, nonché lo sforzo di taglio massimo e lo sforzo normale corrispondente nello stesso punto.