Ivan Zaio
Propagazione della cricca in componenti rotorici di una Turbina a Gas mediante Meccanica della Frattura Lineare Elastica = Crack Propagation in Rotating Components of a Gas Turbine Using Linear Elastic Fracture Mechanics.
Rel. Daniele Botto. Politecnico di Torino, Master of science program in Aerospace Engineering, 2025
Abstract
La meccanica della frattura è una branca della meccanica che si occupa di studiare la propagazione delle cricche all’interno dei materiali. Secondo questa disciplina, si assume che ogni struttura contenga un difetto intrinseco destinato a propagarsi; la teoria mira a prevedere le modalità e i tempi di tale propagazione. Nel presente lavoro, svolto presso Ethos Energy Italia S.p.a, è stata utilizzata la teoria della meccanica della frattura lineare elastica (Linear elastic fracture mechanics - LEFM) per valutare l’effetto delle cricche nelle aree più sollecitate dei componenti rotanti di una turbina a gas di classe F. In particolare, mediante l'utilizzo del software Ansys Mechanical e attraverso un'analisi agli elementi finiti (Finite Element Method - FEM), lo studio ha affrontato la modellizzazione delle cricche e il calcolo dei fattori di intensificazione delle tensioni (stress intensity factors - SIFs), parametri chiave per stimare la vita a fatica residua mediante la legge di Paris.
Il modello di propagazione di Paris ha permesso di stimare il numero di cicli di carico che i componenti della turbina possono sopportare prima che la cricca propaghi in modo instabile, portando a una rottura catastrofica
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