Argomenti tesi Costruzione di Macchine 2 Gruppo di lavoro Prof. Beretta
Modelli per la previsione di durata a fatica di componenti di turbine a gas per impiego aeronautico 2 R=0.8 Contatti: Mauro Filippini (int. 8220) mauro.filippini@polimi.it R=0
Integrità strutturale e metodologie di progettazione per materiali di nuova generazione per motori aeronautici source: GE Aviation 3 Le leghe intermetalliche a base TiAl sono un materiale competitivo per la progettazione di pale di turbine a gas usate nella costruzione dei motori di nuova generazione, in particolare negli stadi di bassa pressione. Il vantaggio degli intermetallici γ-tial sono limitata densità (3.9-4.2 g/cm3 in funzione della composizione), elevata resistenza specifica, elevata rigidezza specifica, elevata resistenza all ossidazione e buone proprietà a creep ad alta temp. Criticità difetti e flaw tolerance turbine (collaborazione AVIO): Sperimentazione HT; correlazione tra limite di fatica e proprietà a fatica (HT e RT) in termini di KIC e ΔKth; effetto di scala?
Modelli di previsione della durata in condizioni di creep-fatica per materiali impiegati in impianti di produzione di energia 4 Prova di creep-fatica in controllo di deformazione At e t i I IAt R (d) ~'t prove condotte in controllo di sforzo, a pari sfor Materiale: 9Cr1MoV-Nb, mod.9cr1mo, P91 Obbiettivi: sviluppare una metodologia per la previsione della durata a creep-fatica, mediante integrazione delle proprietà dei materiali derivate da prove sperimentali in un modello di calcolo adatto per la progettazione dei componenti di centrali di nuova generazione.
Progettazione avanzata turbine Criticità difetti e flaw tolerance turbine (collaborazione ANSALDO En.): Analisi FEM; Caratterizzazione oligociclica HT; Propagazione fratture HT e RT; Difetti critici (instabilità- rottura duttile); stima effetto difetti su vita operativa.
Life extension turbine generazione 6 Life extension turbine (collaborazione ANSALDO En.): Modelli di propagazione fratture per LCF; Effetto invecchiamento materiale su propagazione fratture; Modelli coesivi per implementazione FEM; Interazione creep-lcf.
Damage tolerance assili Modello di propagazione caletti (collaborazione Lucchini RS): resistenza a propagazione in presenza di difetti artificiali ; analisi FEM propagazione fratture; stima resistenza assili full-scale e confronto con prove reali. Improvements vita assili (progetto MARAXIL): effetto trattamenti di rullatura ; propagazione fratture in campi di sforzo con R<0; calcolo incremento vita e confronto con prove reali full-scale.
Corrosione - fatica di assili + ET 8 Provini e Assili in scala reale; Metodi previsione vita per materiali diversi;
Simulazione e imaging ET 9 Fatica - corrosione 20 khz 500 khz CIVA FEM Definizione di metodi innovativi di controllo.
Simulazione, imaging e visualizzazione UT 10 PSA + UT Simulazione Simulazioni: CIVA FEM EFIT Tecniche UT: tradizionale, phased array, TOFD Casi applicativi: campo ferroviario, tubi e recipienti in pressione, compositi
Effetto biassialità su propagazione instabile 11 Determinazione del carico di riferimento e dell integrale J per provini con difetto in stato di sforzo biassiale. Tipologia: analitico-numerica. Strumenti: ABAQUS, Matlab. Note: periodo di 3 mesi presso il BAM a Berlino; richiesta buona conoscenza lingua inglese. Relatori: S. Beretta, M. Madia, U. Zerbst (BAM).
Burst tests 12 Influenza degli sforzi residui sulla pressione di scoppio di cilindri in pressione. Tipologia: analitico-numerica. Strumenti: ABAQUS, Matlab. Note: svolta in collaborazione con TENARIS/DALMINE. Relatori: S. Beretta, M. Madia.
Influenza forma difetti 13 Influenza della forma del difetto sulla vita a fatica di cilindri in pressione. Tipologia: analitico-numerica. Strumenti: ABAQUS, Matlab. Note: svolta in collaborazione con TENARIS/DALMINE. Relatori: S. Beretta, M. Madia.
Modelli di propagazione statica di fratture in giunzioni incollate 14 Modellazione della frattura in giunzioni adesive con: - VCCT (Virtual Crack Closure Technique) Basic Equations - Elementi coesivi Confornto tra modelli e prove sperimentali già condotte
Modelli di propagazione a fatica della frattura in giunzioni incollate 15 Analisi del tipo di mesh: Elementi solidi 2D Elementi shell Elementi shell continui Modellazione della propagazione con tecnica VCCT Confronto dell efficienza numerica Possibile confronto con dati sperimentali
Polimeri rinforzati con fibre corte: effetto d intaglio (prove di fatica, simulazione stampaggio, FEM, analisi orientamento fibre) Tipo: Tesi Disponibilità: da settembre In collaborazione con Radici Plastics Riferimento: ing. Bernasconi 16 Lo sforzo massimo non varia: a variare è il gradiente
Tesi con stage estero/aziende 17 Stage presso BAM (Federal Institute of Testing, Berlin, Germany) per analisi effetto biassialità su frattura instabile; Stage presso TENARIS (Dalmine, BG) per effetto biassialità e simulazione prove di burst tubi; Stage presso TENARIS (Dalmine, BG) per danneggiamento a fatica rulli di laminazione Stage presso DB (Minden, Germany) per calcolo danneggiamento multiassiale di assili sotto l azione carichi di servizio
Gruppo di lavoro 18 Prof. Stefano Beretta affidabilità strutturale, assili; Ing. A. Bernasconi materiali compositi, incollaggi; Ing. M. Carboni Controlli NDT, damage tolerance assili; Ing. M. Filippini Integrità strutturale HT; Ing. S. Foletti LCF, fatica multiassiale, life extension; Ing. A. Lo Conte Creep crack growth, corrosione fatica; Ing. M. Madia Modelli computazionali, frattura elasto-plastica. Studenti PhD G. Tarantino propagazione fratture per RCF; D. Regazzi Metodi per la stima di vita residua assili; D. Arafah Tenacità HT; A. Jamil Propagaz. Incollaggi; A. Altamura modelli probabilistici.