SVILUPPO DI UN TOOL DI CALCOLO PER LO STUDIO DELLA FATICA MULTIASSIALE SULLA BASE DELLE VALUTAZIONI FEM. = DEVELOPMENT OF CALCULATION TOOL TO STUDY MULTIAXIAL FATIGUE BEHAVIOUR BASED ON FEM EVALUATION.

Lo scopo principale del lavoro di tesi è stato l'analisi di diverse teorie, nell'ambito del fenomeno della fatica meccanica, per ricercare quale meglio si adattasse al fine di determinare la vita utile del componente meccanico in questione. Alla luce dell'estrema complessità dei componenti che costituiscono il rotore principale di un elicottero ci si è limitati allo studio delle componenti realizzate in lega metallica, tralasciando tutta la fenomenologia delle componenti in composito. In virtù dell'elevato numero di componenti metalliche che un rotore articolato presenta si è preferito impostare lo studio astraendo dal singolo componente, bensì creando un solutore indipendente dal componente reale, capace quindi di adattarsi a tutti i componenti metallici noto un input preciso. L'input di tutta l'analisi è una seconda peculiarità della tesi svolta, infatti, come da prassi nel mondo industriale su ciascun componente vengono svolte diverse analisi mediante la teoria agli Elementi Finiti (FEM). Da tale modellazione è possibile ricavare diverse informazioni, tra le quali il tensore di stress valutato al nodo o le matrici di sensibilità. La diversa natura degli input calcolabili porterà a sviluppare due filoni di analisi legati proprio alla diversa genesi dell'input stesso. I due approcci di analisi si basano sul calcolo di sue differenti matrici: Matrici di sensibilità: ossia un tensore che immagazzina nelle proprie componenti la ''sensibilità'' del componente a quella precisa componente di carico agente. Tensore di stress: si procede con una analisi statica importando direttamente nel solutore agli elementi finiti la storia di carico da analizzare e si ottengono in output le tensioni, già legate al carico imposto e direttamente manipolabili con i criteri di fatica. L'obiettivo è quindi, noto l'uno o l'altro input, di analizzare la criticità o meno del nodo in questione o della zona di corpo maggiormente critica. La prima sfida è quella di ottenere una soluzione accurata in tempi ragionevoli, in quanto l'estrema raffinatezza dei modelli FEM moderni porta il numero di nodi globale a valori dell'ordine di 10e6.Tale valore può essere ridotto di un ordine se si riduce lo studio alla sola pelle del componente; il numero di valutazioni rimane comunque non trascurabile e imporrà degli step di notevole miglioria al codice risolutivo in termini di velocità di calcolo. Infine, vista la necessità di avere uno strumento fruibile da parte dell'ufficio, presso il quale questo lavoro è stato sviluppato, è stata da me creata una interfaccia grafica che congloba tutti i solutori ottimizzati e permette di settare tutti i parametri necessari alla riuscita del calcolo, sfornando diversi output utili a comprendere le zone maggiormente critiche per la vita a fatica. L'implementazione dei solutori e dell'interfaccia grafica sono state possibili grazie al linguaggio MatLab tramite il quale, in una prima fase sono stati sviluppati dei solutori indipendenti per i differenti criteri, poi sono stati create delle function indipendenti, infine è stato tutto accorpato in una interfaccia grafica, in gergo GUI, prodotto finale del lavoro svolto. Per migliorare il workflow legato all'utilizzo finale le due casistiche sono state separate alla nascita e le interfacce si sviluppano su due binari paralleli ma distinti.