Analisi a fatica di alberi a gomito nel settore automotive

In questa tesi di laurea si affronta il problema della resistenza meccanica nei riguardi di un fondamentale componente presente in tutti i motori a combustione interna: l’albero a gomiti. In tutti i motori a pistoni l’albero a gomiti è ritenuto l'autentico "cuore": esso infatti è il componente che raccoglie l'energia meccanica che si sviluppa nei cilindri per inviarla alla trasmissione. Si tratta di un organo estremamente sollecitato dal punto di vista meccanico. Come tutti gli altri componenti del propulsore, anche l'albero a gomiti ha subito, con l'evolversi della tecnica, una progressiva trasformazione, sia per quanto riguarda il suo dimensionamento e, in minor misura, il suo disegno, che per quanto concerne le soluzioni costruttive impiegate. L'elaborato introduce gli alberi a gomiti, esponendo le peculiarità, le caratteristiche strutturali e le tecniche di produzione di questo eccezionale componente meccanico; espone il concetto di fatica meccanica e analizza i principali fattori che incidono sulla resistenza a fatica degli alberi a gomito; esamina, in particolare, i parametri costruttivi adottati durante la produzione del componente che consentono di ottenere un’elevata longevità del pezzo e ottime prestazioni meccaniche. Infine, viene approfondito il concetto d’intaglio, fenomeno che grava in particolar modo sulla vita a fatica dell’albero. Un progettista meccanico, nel calcolo del componente, deve obbligatoriamente tenere conto delle concentrazioni di tensione dovute alla forma geometrica dello stesso: verrà, quindi, effettuata un’analisi agli Elementi Finiti per valutare l’effetto dell’intaglio e le soluzioni da adottare per limitare il più possibile il fenomeno di concentrazione delle tensioni.