Academic literature on the topic 'Giunti bullonati'

Nell'elaborato viene fatta una descrizione dei giunti bullonati, in seguito viene trattato il fenomeno dell'allentamento dei bulloni sotto carico esterno trasversale, infine vengono illustrate le prove sperimentali su provini estensimetrati serrati da bulloni, con una descrizione degli estensimetri e del loro funzionamento e una discussione dei risultati delle prove.

Il presente lavoro di tesi si divide in due parti: la prima verte riguarda uno studio numerico sul comportamento di giunti adesivi di FRP; la seconda, invece, uno studio sperimentale sulla modalità di rottura per rifollamento di giunti bullonati di GFRP al variare dell’angolo di fibratura. Giunti incollati. In questa prima parte è proposto un modello matematico per lo studio dei problemi di equilibrio di giunti incollati tra aderendi di FRP. In particolare sono presi in considerazione sia giunti a semplice sovrapposizione che giunti a doppia sovrapposizione, sollecitati a flessione e taglio nonché a sforzo normale. Il problema è non lineare per il particolare legame costitutivo di tipo coesivo scelto per modellare l’interfaccia. Per gli aderendi, invece, si ipotizza un comportamento indefinitamente elastico lineare. Si assume la possibilità di disaccoppiare il problema flesso/tagliante da quello estensionale, e quindi di non tener conto degli effetti mutui tra tensioni tangenziali e normali agenti al’interfaccia. Questa ipotesi, come sottolineato in letteratura, permette di ottenere risultati sufficientemente corretti dal punto di vista tecnico quando le caratteristiche meccaniche degli aderendi sono pressoché simili, come accade nei casi in esame. Una seconda ipotesi è rappresentata dalla possibilità di decomporre additivamente l’energia totale di frattura G in due aliquote: una relativa al modo I di frattura (opening); l’altra relativa al modo II di frattura (sliding). Con tali premesse è possibile ricondurre lo studio dei suddetti problemi di equilibrio a quelli di schemi strutturali semplificati, dove il comportamento meccanico dell’adesivo è modellato da due letti continui di molle indipendenti, in grado di caratterizzare le interazioni sia normali che trasversali. Gli aderendi sono invece modellati secondo la teoria tecnica della trave. E’ proposta una semplice ed efficace procedura iterativa per la risoluzione dei summenzionati problemi. Attraverso l’utilizzo del criterio di frattura di Hutchinson a Suo è stato inoltre possibile individuare soli cinque parametri adimensionali da cui dipendono i problemi di progetto e verifica di tali giunti. Sono riportati alcuni esempi di dominio ultimo dell’interfaccia ed alcuni confronti con risultati disponibili in letteratura. Giunti bullonati. In questa parte si riportano, invece, i risultati di uno studio sperimentale sulla modalità di crisi per rifollamento di compositi laminati di GFRP. In particolare si sono analizzati gli effetti dell’angolo di fibratura e dello schema di laminazione sul carico ultimo da rifollamento. All’uopo, sono stati testati due tipi di laminato: unidirezionale e multistrato (quest’ultimo del tipo cross-ply). Lo schema di laminazione del laminato unidirezionale è del tipo [CSM/08/CSM], mentre per i laminati pluristrato si sono utilizzati due differenti schemi di laminazione: [(CSM/06/906)s] e [(CSM/03/903)2]s, con egual numero di strati e di spessore. I risultati sperimentali hanno mostrato come il suddetto carico da rifollamento sia fortemente influenzato dall’angolo di inclinazione delle fibre rispetto alla direzione dello stesso per entrambi i tipi di laminato presi in considerazione. Nel caso dei laminati unidirezionali l’analisi sperimentale ha evidenziato che il massimo valore del carico da rifollamento si ha quando le fibre sono disposte parallelamente alla sua direzione. Come era lecito aspettarsi, invece, il valore minimo si è avuto nel caso delle fibre disposte ortogonalmente alla direzione del carico, con un abbattimento del carico ultimo pari al 32%. Anche nel caso dei laminati pluristrato, l’analisi sperimentale ha evidenziato come il summenzionato carico decresca all’aumentare dell’angolo di inclinazione delle fibre rispetto alla direzione del carico stesso. In questo caso il valore più basso si è avuto per un valore dell’angolo di fibratura pari a 45°. I risultati sperimentali hanno inoltre evidenziato che per i laminati pluristrato, in termini di carico ultimo da rifollamento, la differenza tra i due schemi di laminazione è pari al più al 5%. Sono fornite, infine, formule di progetto del suddetto carico per entrambi i tipi di laminato presi in considerazione.
The present PhD thesis is divided into two parts: the first one regards a numerical study on the mechanical behavior of adhesive joints; the second one, regards the study on the bearing behavior of bolted joints made of GFRP varying the fiber inclination angle. Adhesive joints. In this part a mathematical model for studying the equilibrium problem of adhesive joints between FRP adherents is presented. In particular, double and single-lap joints, both in the case of normal and shear/flexure stresses are considered. The problem is non linear due to the cohesive constitutive law adopted for modeling the interface. On the contrary, the adherents are supposed to be indefinitely linear elastic. The possibility to uncouple the problem of shear/flexure from the extensional one, as well as disregard the mutual effects between the normal and tangential stresses acting at the joint interfaces is also assumed. As highlighted in literature, this hypothesis allows results which are sufficiently correct from a technical perspective when the mechanical characteristics of the adherents are almost the same, as supposed in the present paper. A second hypothesis is that the total fracture energy is additionally broken down in a term relative to mode I of fracture (opening) and in a term relative to mode II of fracture (sliding). Within such a framework it is possible to trace back the examined equilibrium problems to those of simpler auxiliary structural schemes, where the mechanical behavior of the adhesive is modeled through two sets of independent interfacial springs capable of characterizing the normal and transversal interactions, respectively. The adherents are modeled following the hypotheses of the beam technical theory. A simple and efficient iterative procedure for solving the aforementioned problems is also proposed. Five dimensionless parameters which influence the design problem of the joints are identified. Several examples of the ultimate domains of the interface between the adherents are also presented as well as comparisons with some results reported in literature. Bolted joints. In this part an experimental analysis on the bearing failure mode of composite laminates have been carried out. In particular, the effects of fibre inclination angle and laminate stacking sequence on the bearing strength have been analyzed. To perform the experimental investigation, have been tested two types of laminates: unidirectional and cross-ply. In particular the stacking sequence of the unidirectional laminates was [CSM/08/CSM], while for the cross-ply laminates were used two different stacking sequence: [(CSM/06/906)s] and [(CSM/03/903)2]s, where the number of plies and the thickness is constant. The experimental results have shown that the bearing ultimate load depends significantly on fiber inclination angle respect to the load direction for both types of laminates considered. In particular, in the case of unidirectional laminates the experimental analysis carried out have underline that the maximum value of bearing ultimate load was obtained when its direction is parallel to that of fibers. As expected the lowest value is reached when the load direction is orthogonally to fiber one, with a total reduction of the ultimate bearing load equal to 32%. Also in the case of cross-ply laminates analysis have shown a reduction of aforementioned load when fiber inclination angle increased respect to its direction. In this case the lowest value of the bearing load is reached for an angle equal to 45°. Furthermore, the experimental analysis on cross-ply laminates have also underline that in terms of bearing ultimate load, the difference between the two stacking sequence considered is no more than 5% when the laminate thickness and the number of plies is constant.

In campo ferroviario specifiche norme, regolamenti e direttive definiscono i vincoli da imporre nello svolgimento di analisi strutturali. Nel dettaglio, nel progettare un nuovo carro innovativo adatto a operare su tutta la rete ferroviaria europea, le cose si complicano considerevolmente a causa degli stringenti requisiti di sicurezza e performance richiesti dalla European Railway Agency (ERA), ente europeo centrale di normazione e armonizzazione in campo ferroviario. Scopo del presente lavoro è realizzare la verifica strutturale statica tramite modelli FEM delle strutture principali di un innovativo Carro Tramoggia TSI per la manutenzione linea.

Nel lavoro proposto si vuole analizzare come si può controllare, attraverso il metodo ultrasonico, il precarico sul serraggio di giunzioni bullonate filettate e tutte le variazioni di comportamento derivanti dall’aumento modulato del precarico applicato a viti, bulloni e dadi. Attraverso questo metodo, è possibile controllare inoltre l’angolo di avvitamento, oppure, comparando i dati provenienti dalla teoria con quelli provenienti dalle prove effettuate in laboratorio, il valore ideale di precarico. Il metodo di controllo ultrasonico viene anche utilizzato per controllare la coppia di serraggio, come alternativa più precisa rispetto alle chiavi dinamometriche. Oltre al metodo dei raggi ultrasonici, in questo lavoro viene trattato anche l’utilizzo di pellicole pressosensibili per la valutazione della distribuzione delle pressioni in modo da verificare come variano al variare del numero di bulloni nelle giunzioni, della forza di serraggio e quali risultino essere le zone più soggette a sollecitazione.

L'oggetto della tesi è lo studio del danneggiamento che si verifica tra porta-corona e braccio del giunt DANA. Il fenomeno di danneggiamento è denominato fretting wear. Inizialemente è stato calcolato il precarico e il serraggio del prigioniero rispettivamente 125kN e 370 Nm. Successivamente traite le simulazioni FEM è stata quantificata la perdita di precarico a seguito di serraggio . Tale perdita non è la causa dell'usura. Successivamente è stato quantificato, sempre tramite FEM, lo slittamento all'interfaccia. Se il prigioniero veniva precaricato a 125 kN, lo slittamento era consistente. Se il prigioniero veniva precaricato a 150 kN lo slittamento diminuiva considerevolmente. In questo ultimo caso è stato l'usura viene ridotta del 75 %. La modifica progettuale richiesta è un serraggio a 430 Nm al quale corrisponde un precarico di 150 kN. Pr ottenere tali valori è richiesta una classe di resistenza 12.9 del prigioniero.

Analisi sperimentale sulla variazione di forza di serraggio in un giunto bullonato ibrido composito in fibra corta di carbonio-alluminio soggetto a condizioni ambiente ed a sollecitazioni esterne termiche e dinamiche.

Questo elaborato finale tratta i collegamenti filettati, come principale sistema di bloccaggio, e ne analizza la problematica più rilevante: l'involontario allentamento. Nello specifico, sono studiati gli adesivi anaerobici, ovvero i frenafiletti, come soluzione più adeguata per ovviare all'auto-allentamento. Vengono poi descritte le principali caratteristiche di questi prodotti, le loro limitazioni, il processo chimico che sta alla base del loro principio di funzionamento, ovvero la polimerizzazione, l'influenza delle dimensioni del giunto per la scelta della resina più adeguata, le varie tipologie di fissanti presenti sul mercato e i nuovi sviluppi che rendono questi prodotti sempre più all'avanguardia. Dopodiché, sono analizzate le condizioni ambientali di impiego che più influenzano e alterano le proprietà meccaniche dei frenafiletti, come atmosfera, umidità, presenza di polveri e temperatura. Infine, è stato studiato un ultimo fattore, che si dimostra uno dei più significativi: la catalisi metallica, associata alla natura del metallo su cui l'adesivo anaerobico viene applicato.