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SOFTWARE
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progettare 387
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MARZO
2015
rata per caratterizzare il materiale
di componenti eserciti.
La prova consiste nell’estrarre
dal rotore con l’ausilio di una
macchina prelevatrice una porzione
di materiale delle dimensioni di una
moneta, da cui si ricava una serie di
mini provini di dimensione 8 mm x
0,5 mm che vengono sottoposti
a una prova di imbutitura. Du-
rante tale prova il dischetto (1)
viene vincolato all’interno di due
flange e spinto dal punzone (2),
mentre il punzone più piccolo
(5) acquisisce lo spostamento.
La curva forza/spostamento co-
sì ottenuta consente di ricavare
(tramite leggi di correlazione) i
carichi di snervamento e rottura,
resilienza, e resistenza a frattura.
È importante notare che i risultati
delle prove sperimentali di small
punch, molto sensibili alle varia-
zioni geometriche del provino
- spessore o parallelismo delle
facce - sono stati valutati anche in
base a leggi di sensibilità ricavate
con simulazioni di prova condotte
con un modello apposito in MSC
Marc.
La correlazione tra le ca-
ratteristiche del materiale
ottenute testando il rotore
dismesso (con prove tradi-
zionali e small punch test) e
quello operativo (con small
punch test) ha condotto a
una determinazione accu-
rata delle caratteristiche del
materiale utilizzabili per la
simulazione e la successiva
analisi a fatica del rotore
operativo.
I risultati
I risultati dell’analisi con MSC
Marc del transitorio di avvia-
mento con partenza da fred-
do, e vi sono rappresentati i con-
tour-plot della temperatura durante
il transitorio, dall’istante iniziale al
raggiungimento del carico nomi-
nale. Il grafico riporta le curve di
temperatura in diverse posizioni
del rotore: le posizioni indicate
rappresentano le zone più solle-
citate. In particolare, nelle zone
2 e 3 la sollecitazione è legata
principalmente ai gradienti termi-
ci (sono infatti le zone dove entra
il vapore ad elevata temperatura)
mentre nella zona 9 il contributo
maggiore è quello meccanico, per
via della presenza delle palette
più grandi.
Oltre all’andamento delle tempe-
rature si ottiene dalla simulazio-
ne anche l’andamento temporale
delle sollecitazioni, che vengono
valutate sia come sollecitazioni
equivalenti (per esempio lo sforzo
di VonMises) che componente per
Evoluzione della temperatura nel rotore durante il transitorio.
Risultati di temperatura dell’analisi termostrutturale con MSC Marc.
Risultati di stress dell’analisi termostrutturale con MSC Marc.