Sviluppo di un modello di calcolo per il dimensionamento a rottura di ruote dentate solari fusibili a partire da risultati sperimentali

Questo lavoro di tesi si propone di sviluppare e validare un modello di calcolo per la stima della coppia di rottura statica e della resistenza a fatica del solare fusibile, componente di sicurezza impiegato nei riduttori epicicloidali da Yaw per turbine eoliche. A partire dalle prove di rottura statica, è stato elaborato un modello basato sulla suddivisione della sezione resistente in due zone concentriche – una esterna termicamente indurita e una interna duttile – la cui caratterizzazione meccanica è stata ottenuta mediante analisi di microdurezza. Il confronto con le prove sperimentali ha evidenziato una buona accuratezza del modello nel predire la coppia di rottura statica (errore medio del 5% circa), con scostamenti in crescita fino al 30%, al diminuire delle dimensioni di gola del solare (da 80 a 9 mm). L’analisi di sensitività ha permesso di verificare l’effetto dei parametri produttivi sulla variabilità della coppia di rottura, suggerendo di vincolare in modo più stringente la resistenza del metallo base - responsabile di variazioni sulla coppia tra il 10% e il 20% all’aumentare del diametro del solare da 10 a 70 mm. Successivamente, sono state ricavate le curve limite a fatica per il solare fusibile a partire dai dati sperimentali. Queste sono state confrontate con quelle analitiche del second failure component del riduttore, al fine di validarle. Infine, è stata definita una correlazione teorica tra la variabilità attesa sulla rottura statica e la resistenza a fatica, per stimare la dispersione dei fattori di sicurezza dinamici in relazione alla realtà produttiva. Il modello sviluppato si è dimostrato un valido strumento di supporto alla progettazione e alla riduzione delle attività sperimentali in fase di validazione di nuovi modelli di solari fusibili.