Studio della propagazione di cricca in molle Belleville sottoposte a carico ciclico = Analysis of crack propagation in Belleville springs subjected to cyclic load

Nel lavoro di tesi si è valutata l’influenza della presenza di una cricca sulla vita a fatica delle molle Belleville dal punto di vista analitico e numerico, al fine di vedere come la presenza di difetti compromette il numero di cicli della molla e quindi la sua durata. In particolare si è esaminato come la dimensione e la direzione della cricca influiscono sulla vita della molla. L’elaborato è stato organizzato descrivendo per prima le principali caratteristiche che identificano la molla Belleville, e analizzando come si distribuiscono le tensioni nel componente dal punto di vista analitico facendo riferimento alla teoria di Almen e Laszlo. Dopo si è visto cosa comporta la presenza di una cricca nella molla in due differenti casi relativi a una cricca disposta lunga la direzione radiale e di una disposta lungo la direzione circonferenziale. Facendo riferimento alla teoria della meccanica della frattura si è valutata la durata del componente sotto delle prime ipotesi di lavoro in termini di carico esterno applicato alla molla e di lunghezza iniziale della cricca. Si sono poi variate le condizioni di lavoro ipotizzate, in modo da vedere cosa questo comporta alla molla durante il suo funzionamento in termini di propagazione della cricca e di durata. Dopo l’analisi analitica, si è passati alla simulazione agli elementi finiti attraverso la quale si sono confrontati i risultati ottenuti con quelli dal punto di vista analitico. In questa sezione è stato creato per la molla un modello geometrico bidimensionale e tridimensionale. Il modello è stato discretizzato con diversi tipi di elementi per la creazione della mesh e si è analizzata la distribuzione delle tensioni. Tramite programma ANSYS Workbench si è simulata la propagazione della cricca nella direzione radiale e circonferenziale, descrivendo la procedura seguita per l’identificazione del difetto all’interno del pezzo e l’evoluzione della mesh a seguito della propagazione della cricca. Infine con la descrizione del fattore di rischio di fatica si sono indicati i possibili elementi che influiscono sulla vita a fatica del componente e quali sono le possibili metodologie che si possono applicare al fine di contrastare la nucleazione della cricca.