Issue 9

V. Dattoma et alii, Frattura ed Integrità Strutturale, 9 (2009) 64 – 75 ; DOI: 10.3221/IGF-ESIS.09.07 66 intensificazione degli sforzi, opportunamente modificato da un fattore geometrico, assume quindi il significato di parametro di riferimento per la previsione di vita a fatica. Questo approccio ha mostrato di essere molto affidabili nei casi di rinforzi longitudinali e in presenza di incisioni marginali. Fattori influenzanti la resistenza a fatica di giunzioni saldate Il campo tensionale e deformativo in prossimità del cordone di saldatura è generalmente ritenuto il responsabile del comportamento a fatica del giunto saldato e si è quindi cercato di valutarlo con la maggiore accuratezza possibile [20-21]. Gli strumenti a disposizione sono di tipo numerico o sperimentale, ma ognuno di questi ha delle limitazioni che portano ad approssimazioni anche rilevanti. I modelli numerici ad esempio devono far riferimento a geometrie ideali e non possono tenere in conto in maniera appropriata della variabilità imputabile alle distorsioni e ai disallineamenti. La geometria locale del cordone è basata su valori medi statistici di misure sperimentali, la cui variabilità è influenzata in maniera spesso non controllabile dal processo di saldatura, dalla forma geometrica e dall’operatore. Di conseguenza, il risultato numerico è formalmente corretto, ma spesse volte si corre il rischio di riferirsi ad una geometria idealizzata troppo lontana dalla realtà. Per contro, le simulazioni numeriche rappresentano un potente strumento di calcolo, il cui uso è relativamente facile, veloce e affidabile. Inoltre, il risultato ottenuto consiste nell’intero campo tensionale e fornisce in prima approssimazione la sollecitazione locale di riferimento per i calcoli di verifica successivi. L’altro strumento a disposizione, quello delle misure sperimentali, ha la forte limitazione di essere spesso ristretto ad aree di indagine limitate o addirittura puntuali. Solo i metodi ottici potrebbero fornire una descrizione completa dello stato tensionale e deformativo sulla superficie, ma la rugosità e le irregolarità superficiali generalmente presenti rappresentano un ostacolo quasi insormontabile. Un’altra possibilità è quella di usare estensimetri elettrici per la misura di deformazioni in punti ritenuti significativi e critici. In tal caso il numero di punti di misura è limitato ed in ogni caso la misura non è strettamente puntuale, ma estesa su un’area limitata ma comunque finita e corrispondente alle dimensioni della griglia estensimetrica usata. Pertanto le misure sono sempre affette da sorgenti di errore ineliminabili come quelle dovute agli alti gradienti di tensione e ad eventuali fenomeni di plasticizzazione locale. Nonostante questi inconvenienti, le misure sperimentali sono in grado di cogliere al meglio gli effetti della geometria globale e locale del giunto, compreso l’effetto dello spessore della piastra principale del giunto e della presenza di disallineamenti [22]. I L METODO DELLA DEFORMAZIONE LOCALE metodi basati sulla misura di deformazione locale scelgono come parametro utile ai fini della valutazione della resistenza a fatica la deformazione locale; in particolare, l’ampiezza di deformazione  a , misurata da estensimetri in prossimità del piede del cordone sotto carico statico, è considerata il dato più significativo per le verifiche a fatica. La cosiddetta deformazione locale è quindi il risultato di un processo di integrazione su un’area finita corrispondente all’estensione della griglia estensimetrica. Di conseguenza, questo parametro può essere significativo per confrontare stati di tensione locali solo se viene standardizzata l’estensione e il posizionamento della griglia stessa rispetto al cordone. In altre parole, per ottenere un parametro ripetitivo, la dimensione della griglia estensimetrica e il suo posizionamento deve essere ben definito. Sulla base di esperienze passate [23-24] e della personale esperienza degli autori [25-26], il miglior compromesso tra la necessità di misurare quanto più vicino possibile al piede del cordone e l’affidabilità della misura stessa è rappresentata da estensimetri elettrici aventi una lunghezza di griglia di 3 mm e posizionati con il loro asse trasversale a 2.5 mm dal piede del cordone. In altre parole la misura estensimetrica sarà il risultato dell’integrazione del campo deformativo esistente nella zona tra 1 e 4 mm a partire dal piede del cordone. La Fig. 1 riporta alcuni esempi di installazioni estensimetriche eseguite per la validazione del metodo. Poiché la rottura a fatica si innesca in maniera casuale in un punto posizionato lungo il piede del cordone, dove presumibilmente il raggio di raccordo assume un valore critico, se ne deduce come l’uso di un valore medio o di un valore fittizio di tale parametro nei modelli numerici possa essere considerata una forzatura. Una misura diretta delle deformazioni può fornire una valutazione più affidabile dell’effetto della geometria locale: la misura è infatti sicuramente capace di cogliere gli effetti di disallineamento e, per la sua vicinanza al cordone, risentire almeno in parte degli effetti locali indotti dal raggio di raccordo o dalla presenza di sotto-intagli. Infatti, nei giunti testati a fatica la rottura si manifesta quasi sempre dal lato del cordone in cui si rilevano le maggiori deformazioni. La presenza invece di plasticizzazione locale all’apice ha anche una certa influenza, soprattutto nel caso di giunti molto spessi; anche in questo caso, nonostante l’estensione della zona plastica sia molto contenuta nell’arco di 1-2 mm dal piede del cordone, l’estensimetro posto immediatamente accanto riesca a coglierne in parte l’effetto; ciò è dimostrato I