Sviluppo di una metodologia FEM mediante software CalculiX per il calcolo strutturale statico e a fatica di componenti rotanti per trasmissioni elettrificate = Development of a FEM methodology using the CalculiX software for the static and fatigue structural analysis of rotating components for electrified transmissions

La seguente tesi è incentrata sull'esecuzione di analisi strutturali statiche e a fatica attraverso il software agli elementi finiti CalculiX, implementato all'interno di un freeware chiamato PrePoMax. Gli argomenti di questo scritto, sviluppato grazie al supporto di PUNCH Torino S.p.A., hanno come scopo quello di verificare che tale programma sia una valida soluzione per l'esecuzione di analisi di avamprogetto sia in termini di affidabilità di risultato, sia dal punto di vista della velocità di calcolo. La prima parte dell'elaborato prende in esame tre casi studio con geometrie e casi applicativi semplici; lo scopo è quello di verificare e validare l'attendibilità dei risultati ottenuti tramite il software, confrontandoli con la relative soluzioni analitiche, facendo ricorso alle formule della letteratura. Nella seconda, PrePoMax è stato utilizzato per il calcolo strutturale statico di un differenziale automobilistico per trasmissioni elettrificate, su applicazioni Light Duty Commercial. Sono state eseguite due analisi separate: analisi delle tensioni derivanti dal collegamento forzato di cuscinetti a sfera e analisi delle tensioni derivanti dall'applicazione di un carico sulla dentatura della ruota dentata. Successivamente, attraverso l'applicazione del principio di sovrapposizione degli effetti, sono stati combinati i tensori delle tensioni delle due analisi, con il fine di individuare le tensioni equivalenti di Von Mises di ogni nodo della mesh. Come ultimo passo, partendo dal tensore delle tensioni ottenuto tramite il principio di sovrapposizione degli effetti, sono stati individuati i nodi della mesh maggiormente sollecitati, per essere sottoposti ad un'analisi a fatica tramite la legge del danneggiamento lineare di Palmgren-Miner.