Objectives
This study proposes a novel strain energy density-based approach to describe brittle fracture in ideal materials from the macroscale down to the atomic scale. The primary goal is to understand the limitations of classical continuum fracture mechanics, which fails at sizes of a few nanometers due to atomic discreteness. Using numerical simulations, the study investigates the...
La progettazione di sistemi meccanici porta sempre più spesso ad adottare materiali differenti per i singoli componenti al fine di ottimizzare le prestazioni. Una soluzione di recente diffusione per il collegamento di tali componenti, in particolare nel settore automotive, è l’adozione di giunti dissimili saldati ad arco, i quali in condizioni di servizio devono poter sopportare carichi...
Defining generic response loads for vibration fatigue analysis presents a significant challenge, particularly when the structure or excitation is not known a priori. This issue is critical in the development of advanced methodologies for damage assessment, where a well-defined representation of loads enables both improved training and robust testing strategies. Structural damage is...
Nell’ambito della progettazione a fatica di giunzioni saldate tramite approcci locali, il metodo della tensione di picco (Peak Stress Method – PSM) consente una rapida stima dei fattori di intensificazione delle tensioni per intagli (NSIFs) attraverso analisi agli elementi finiti con mesh relativamente grossolane. Attraverso gli NSIFs, la densità di energia di deformazione, mediata in un...
Il progresso tecnologico e l’aumento delle esigenze di prestazioni nelle applicazioni sportive hanno reso sempre più rilevante lo studio dei carichi dinamici e dei fenomeni di fatica che influenzano gli strumenti utilizzati nelle attività sportive. In particolare, nel pattinaggio artistico su ghiaccio, le lame dei pattini rappresentano un elemento cruciale per la sicurezza e la performance...
This study explores the use of spectral methods for fatigue life assessment, considering the effects of material plasticity. While these methods are widely used for high-cycle fatigue in the linear elastic regime, their application to low-cycle fatigue remains more complex due to nonlinear material behaviour. By incorporating models such as Neuber’s rule and the Ramberg-Osgood formulation,...
I concetti di limite di fatica, secondo la meccanica classica, e di soglia di propagazione a fatica, secondo la meccanica della frattura, sono legati tra loro dalla cosiddetta curva R ciclica, che esprime la dipendenza della soglia di propagazione a fatica di cricche fisicamente corte dalla lunghezza di cricca stessa. Conoscere la curva R ciclica consente da un lato di migliorare la...
Adhesive bonded joints are increasingly used in contexts where lightweight and multi-material structures are needed, including aerospace and automotive. In light of this, a proper characterization of their durability is essential to satisfy the functional and safety requirements during their application. An issue possibly correlated with this need is related to the difficulty in experimentally...
Il seguente articolo tratta la previsione numerica di resistenza al piede di giunti saldati con cordone ad angolo, nel caso si applichino carichi statici o affaticanti. In particolare, si pone come primo obiettivo la determinazione di un processo di analisi che possa essere applicato in larga scala a livello industriale su giunti di notevole complessità geometrica e di elevata numerosità, al...
Negli ultimi decenni, la crescente diffusione dei dispositivi elettronici ha reso sempre più rilevante l’analisi dell'affidabilità dei componenti elettronici, specialmente in applicazioni critiche come il settore aerospaziale e automotive. Tra le principali cause di guasto, oltre ai carichi termici, vi sono le sollecitazioni meccaniche di tipo vibrazionale, che possono portare a fenomeni di...
La brasatura è un processo di giunzione efficiente ed economico per l'assemblaggio di componenti metallici. Questa tecnologia è ampiamente utilizzata in diversi settori industriali, tra cui quello automobilistico e quello energetico. Tra i principali vantaggi di questa tecnologia vi sono l’efficienza energetica, la versatilità e la possibilità di eseguire il processo in atmosfera controllata....
Most freight trains use a pneumatic braking system that does not ensure synchronised
braking between different wagons. This lack of synchronisation results in significant in-train
forces during emergency braking, which is sometimes triggered by the railway
infrastructure when certain speed thresholds are exceeded. The magnitude of these forces
depends on several factors, including train...
This study addresses, within the framework of fracture mechanics, the structural analysis of the DEMO divertor - a key component in fusion reactors - subjected to particularly severe loading conditions.
A global model of the divertor was developed using Finite Element Method (FEM) analysis, including all structural subcomponents. Thermal and Internal pressure load cases were considered. The...
L'analisi a fatica di componenti soggetti a carichi multiassiali è un aspetto di grande rilevanza nella progettazione e nella valutazione della durabilità dei componenti strutturali in diversi settori dell'ingegneria, come quelli automobilistico, aerospaziale e ferroviario. Tra i metodi utilizzati per la stima della vita a fatica, gli approcci basati sul piano critico (Critical Plane -CP), e...
La manifattura additiva (AM) consente la realizzazione di componenti meccanici con geometrie complesse, offrendo vantaggi significativi, soprattutto nelle applicazioni che necessitano di alleggerimento. Tuttavia, le condizioni superficiali e la presenza di difetti interni risultanti dal processo possono compromettere la resistenza a fatica. Questo studio si concentra sulla stima del limite a...
La testa di biella di un motore navale è caratterizzata da variazioni geometriche che generano effetti d’intaglio di diversa severità, inoltre, può essere indebolita dalla presenza di difetti interni al materiale dovuti al processo produttivo. Tale componente è soggetto tipicamente a stati di tensione locali multiassiali dovuti alle condizioni di esercizio. Nel presente lavoro è stato studiato...
Questo studio fornisce un’ampia panoramica sulla resistenza a fatica di giunzioni ibride acciaio-alluminio realizzate con rivetti autoperforanti (SPR) e adesivo. L’impiego di tali giunzioni permette di unire materiali che non possono essere uniti con i processi tradizionali di saldatura, offrendo la possibilità di sviluppare strutture ottimizzate dal punto di vista del peso...
Garantire l’integrità strutturale di componenti intagliati e saldati sottoposti a carichi complessi rappresenta una sfida cruciale nell’analisi a fatica. I metodi tradizionali basati sul piano critico, pur efficaci nel prevedere l’innesco di cricche, possono risultare computazionalmente onerosi in presenza di geometrie complesse o di molteplici punti critici. In questo lavoro si propone...
Rotating machinery is essential in industrial applications, where early fault detection is critical to prevent catastrophic failures. Shafts are mainly vulnerable to imbalances and cracks, these last ones pose a sever risk as they can lead to sudden failure if not identified during their early stages. Cracks induce progressive stiffness reduction, altering the system’s mechanical properties...
La crescente domanda di componenti ad alte prestazioni, leggeri e durevoli, in settori quali l’aerospazio, l'industria automobilistica e quella energetica, ha favorito lo sviluppo e la sperimentazione di compositi termoindurenti e termoplastici. All'interno di questo contesto è stato analizzato il comportamento meccanico statico e a fatica di un materiale termoindurente e di due compositi...
The accurate estimation of ship motions, acting forces, and stress states is crucial for the structural integrity and operational efficiency of container ships navigating in ocean waves. This study presents a numerical investigation of the hydrodynamic response of a container ship subjected to varying wave conditions, including different wave frequencies, directions, and ship cruising...
This work explores the evolution of fracture simulation methods, starting from the classical J-integral approach and advancing toward modern techniques based on phase-field formulation and deep neural networks. The traditional model relies on explicitly meshing the crack, providing a solid theoretical foundation but often suffering from high computational costs and limitations in handling...
Fatigue under multiaxial loads has been studied in a very large number of research publications; the present work is focused on biaxial fatigue behavior of constant amplitude loading on 30NiCrV12 steel circular specimens, a class of high-strength steel widely with good performance in terms of strength, toughness and ductility, used in power train shafts, train applications and military...
I giunti bimateriale sono strutture composte da due materiali differenti collegati attraverso specifici processi tecnologici, al fine di combinare le proprietà di entrambi i materiali e migliorare le prestazioni meccaniche del sistema. Una delle tecniche più avanzate per la realizzazione di tali giunti è la saldatura ad esplosione, che permette di ottenere una connessione metallurgica tra...
In un lavoro precedente, giunti saldati in acciaio utilizzati in veicoli fuoristrada, costituiti da un tubo inserito in una piastra mediante quattro cordoni di saldatura a tratti, sono stati sottoposti a prove di fatica uniassiale. Sono state considerate due diverse configurazioni di giunto saldato: una con le saldature allineate (giunti longitudinali) e l'altra con le saldature perpendicolari...
