Analisi numerica della propagazione di difetti in componenti metallici

Il presente lavoro di tesi è incentrato sull’analisi di fatica e di propagazione della cricca in un provino di alluminio tramite il software Ansys, allo scopo di verificare la validità di tale strumento nel valutare la capacità del metallo a resistere allo stato di danneggiamento che nasce durante le prove cicliche di trazione. Infatti, un ruolo determinante nella vita a fatica di un materiale è rappresentato dalla cricca stessa: essa ha origine in una zona critica del componente che, in seguito a una continua azione di tensioni cicliche, comincia a propagarsi con il rischio di una rottura totale. Il provino in esame, oltre ad avere uno spessore tipico dei pannelli aerei, presenta anche un intaglio, una brusca variazione di forma che costituirà la sede preferenziale per l'innesco della cricca. La fase iniziale di innesco della cricca è totalmente trascurata, poiché l’attenzione è rivolta ai cambiamenti macroscopici del difetto. Inizialmente vengono introdotti i concetti di fatica di un materiale e il metodo degli elementi finiti, con particolare attenzione al software Ansys. Si procede poi a confrontare il provino con intaglio con uno perfettamente integro per discutere le diverse impostazioni all’interno del software per condurre le prove a fatica. L'analisi di fatica è eseguita secondo un approccio Stress-Life, mentre l'analisi di propagazione è effettuata seguendo i concetti propri della MFLE (Meccanica della Frattura Lineare Elastica). Infine vengono discussi i risultati della prova e le problematiche riscontrate durante la simulazione numerica.