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Fatica

Comportamento dei materiali che induce un cedimento in componenti strutturali dopo la ripetuta applicazione di carichi ciclici, anche se le tensioni rimangono ben inferiori alla resistenza statica del materiale. 
Il collasso per fatica rappresenta uno stato limite nei confronti del quale valutare la sicurezza per strutture che, in condizioni di esercizio, sono soggette a carichi variabili nel tempo in modo ciclico (ad es. in ambito civile ponti, piattaforme offshore ecc.). L’andamento ciclico delle sollecitazioni è indotto da carichi mobili, azione di macchinari, vibrazioni da traffico o da vento, azione del moto ondoso ecc. Nell’ambito dell’ingegneria meccanica, le sollecitazioni cicliche da fatica (molto più frequenti rispetto alle condizioni di esercizio delle strutture civili) sono spesso causate dal movimento in esercizio di un componente (assali, ruote, alberi di trasmissione, organi di sollevamento ecc.). 
I carichi che inducono fatica hanno spesso un andamento temporale complesso che in genere, anche nelle prove sperimentali, viene ricondotto al caso di carichi ciclici ad ampiezza costante. Le caratteristiche determinanti di tali carichi ciclici sul comportamento a fatica sono ampiezza e valore medio. I materiali per i quali il problema della fatica è importante sono tutti i materiali metallici, con particolare riguardo agli acciai e alle leghe di alluminio (ad es. in ambito aeronautico). 
I primi studi sulla fatica furono compiuti dal Wohler (1855), il quale eseguì una serie di prove sperimentali su assali ferroviari al fine d’indagare il loro collasso in esercizio per livelli di sollecitazione ben inferiori alla resistenza statica del materiale. Wohler evidenziò che il numero di cicli che portano a rottura il componente (vita a fatica) aumenta al diminuire dell’ampiezza del ciclo di carico applicato. Inoltre esiste una soglia di ampiezza (limite di fatica) al di sotto della quale la vita a fatica è teoricamente infinita (convenzionalmente, per gli acciaio, superiore al milione di cicli).

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