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Vita a fatica

La vita a fatica definisce il comportamento di deformazione e cedimento dei materiali sottoposti a carico ciclico.

Il test per la determinazione della vita a fatica con ampiezze costanti viene denominato anche come test S-N. L’ampiezza di sollecitazione accettabile viene determinata usando il corrispondente numero di cicli.

Valori caratteristici di un ciclo

  • σa Ampiezza di sollecitazione
  • Δσ Intervallo di carico
  • σo Sollecitazione massima
  • σu Sollecitazione minima
  • σm Sollecitazione media
  • Rapporto di sollecitazione

Tipi di carico per determinare la vita a fatica

Durante i test per la determinazione della vita a fatica il materiale o il componente viene sottoposto a variazioni di carico. Ciò riduce la sollecitazione ammissibile in un materiale, tuttavia può verificarsi una rottura prima del raggiungimento della resistenza a trazione, in parte anche senza aver superato l’intervallo elastico-lineare. 

In generale, le variazioni di carico sono interpretate come cicli, che possono essere eseguiti con diverse condizioni di carico. 

Calcolo del rapporto di carico: R=σu / σo

Curva S-N (Curva Wöhler)

La curva SN è derivata da test di fatica ad alto numero di cicli (test S-N) secondo DIN 50100, ed è divisa in aree: fatica a basso numero di cicli K, vita a fatica finita Z e fatica ad alto numero di cicli D.

Dal diagramma S-N è possibile leggere il numero massimo delle variazioni di carico per una certa ampiezza di carico. Dipende dalle proprietà del materiale, dalla forza e dal tipo di applicazione del carico (carico di compressione pulsante, carico di trazione pulsante o carico alternato).

Fatica a basso numero di cicli

La fatica a basso numero di cicli K è al di sotto dei 104 - 105 cicli di carico. La resistenza alla fatica a basso numero di cicli viene determinata con la prova di fatica a basso numero di cicli (LCF)

Vita a fatica finita

La vita a fatica finita Z è l'intervallo tra 104 e 2·106 cicli (a seconda del materiale). 

La resistenza a fatica a vita finita viene determinata con la prova di fatica ad alto numero di cicli (HCF). Dopo la prova, il risultato è il numero di cicli di carico ad una determinata ampiezza di carico.

Fatica ad alto numero di cicli

La fatica ad alto numero di cicli D indica il limite di tensione che un materiale può sopportare durante il carico ciclico senza significativi segni di fatica o cedimento.

I materiali che, durante una prova di fatica ad alto numero di cicli, sopportano più di 1.000.000 di cicli senza rottura sono considerati resistenti alla fatica. 

Prodotti per la determinazione della vita a fatica

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