Nel Passaggio 2 della Procedura guidata Fatica, immettere le proprietà del materiale da utilizzare nell'analisi della fatica. Il modulo visualizzato dipende dal tipo di analisi della fatica scelto nel Passaggio 1.
Ad esempio, per la definizione di una analisi basata sulla deformazione sono necessari dati di materiali diversi rispetto all'analisi basata sulla sollecitazione. La Procedura guidata Fatica si basa sul modulo visualizzato al Passaggio 2 per evidenziare solo i dati necessari per il tipo di analisi selezionato.
Tuttavia, alcuni input di questo passaggio sono comuni a tutti i tipi di analisi.
Unità di sollecitazione
Il sistema di unità viene selezionato automaticamente dai file di sollecitazione di Simulation Mechanical. Di conseguenza, vengono preselezionate le corrette unità di sollecitazione e tutte le altre unità non saranno selezionabili (visualizzate in grigio). Le unità modello nell'analisi di Simulation Mechanical devono essere coerenti con quelle disponibili all'interno della Procedura guidata Fatica per eseguire un'analisi della fatica valida. Ad esempio, è necessario evitare dina e micron (µ).
Le seguenti unità sono supportate sia da Simulation Mechanical sia dalla Procedura guidata Fatica:
| Unità di forza | Unità di lunghezza | Unità di sollecitazione (derivate dalle specifiche delle unità di forza e lunghezza di Simulation Mechanical) |
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Grafico del materiale
Come controllo visivo dei dati del materiale immessi nella Procedura guidata Fatica, i dati vengono visualizzati graficamente facendo clic sul pulsante del grafico 
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Database del materiale
È possibile immettere i dati richiesti direttamente nelle relative caselle del modulo. Oppure, se disponibile, selezionare un materiale predefinito dal database dei materiali modificabili. Utilizzare i pulsanti in Metodi di immissione dati per selezionare i database del materiale:
Selezionare rispettivamente Carica dati del materiale principale dal database, Dati del materiale di saldatura o Dati S-N definiti dall'utente .
Per importare i dati, selezionare l'icona appropriata. Nella finestra di dialogo, selezionare un materiale dall'elenco di opzioni disponibili.
Di seguito è riportata una vista tipica del database dei materiali principale:
Come modificare o creare un database dei materiali
- Fare clic sull'icona Blocca.
- Apportare le modifiche desiderate alla tabella.
- Fare clic sull'icona Salva.
- Immettere un nuovo nome del file per creare un database oppure accettare il nome del file esistente. Nota: Salvare tutti i file di database dei materiali nella cartella [cartella di installazione\Addins\Fatigue Wizard]. Se si salvano i file dei database del materiale in altre posizioni, non verranno letti nella Procedura guidata Fatica.
- Fare clic su Salva.
È inoltre possibile selezionare i dati del materiale di saldatura (solo per il metodo basato sulla sollecitazione).
Il database del materiale di saldatura è illustrato nell'immagine seguente:
Le curve SN della saldatura vengono acquisite soprattutto da BS 7608 : 1993 Code of Practice for Fatigue design and assessment of steel structures (BS 7608: Codice di pratica per la progettazione e la valutazione della fatica di strutture in acciaio del 1993).
Se è possibile derivare le informazioni sull'unità dal modello FE, la Procedura guidata Fatica le selezionerà automaticamente. In alternativa, i valori dei dati del materiale possono essere convertiti automaticamente in quattro sistemi di unità comuni selezionando l'opzione appropriata.
I dati dei materiali selezionati vengono inseriti automaticamente nelle relative caselle di input. È comunque possibile immettere i propri valori dei dati.
I dati del materiale immessi variano a seconda del metodo di analisi selezionato nel Passaggio 1.
Immissione dati S-N definiti dall'utente (solo per il metodo basato sulla sollecitazione):
Prima di selezionare la terza opzione di immissione, specificare una Resistenza a trazione diversa da zero per il materiale. Quindi, fare clic sull'icona che rappresenta i dati S-N definiti dall'utente. Viene visualizzata la seguente finestra di dialogo:
Le due schede lungo il bordo superiore sinistro vengono utilizzate per accedere alle estensioni della finestra di dialogo.
Utilizzare la scheda Opzioni per specificare se le scale X e Y devono essere lineari o logaritmiche.
È inoltre possibile scegliere se includere una griglia, contrassegnare tutti i punti dati o contrassegnare i punti dati di resistenza a trazione o di limite di resistenza. Infine, in questa scheda è possibile specificare un titolo per la curva SN.
Utilizzare la scheda Dati di input S-N per immettere in una tabella i dati del rapporto fra cicli e sollecitazione.
Fare clic con il pulsante destro del mouse nella tabella per inserire una riga, eliminarne una o reimpostare (cancellare) la tabella. È inoltre possibile importare la tabella da un file con valori delimitati da virgole (*.csv) o esportarla in un file di questo tipo. Esistono due campi posti sotto la tabella per definire il limite di resistenza: Sollecitazione e Cicli. Immettere un valore: l'altro verrà calcolato dal programma. Il pulsante di opzione a destra di ciascun campo specifica la quantità che verrà calcolata. Se si specifica un numero di cicli o un valore di sollecitazione compreso tra due righe della tabella, verrà eseguita un'interpolazione tra i punti dati. Il programma non estrapolerà i valori al di fuori dell'intervallo dei cicli e delle sollecitazioni immessi nella tabella.
Immissione di dati SN aggiuntivi (durata basata sulla sollecitazione)
Se nel Passaggio 1 si sceglie di calcolare la durata in base alla sollecitazione, occorre specificare due ulteriori input per i dati del materiale SN oltre al modulo elastico, alla resistenza alla trazione e al rapporto di Poisson:
- Limite di resistenza superficie lucidata
- Cicli a resistenza
Per ulteriori informazioni su queste proprietà dei materiali, vedere "Panoramica teorica: Analisi della fatica basata sulla sollecitazione".
Selezionare la casella di controllo "Il materiale è Acciaio" per modificare il modo in cui la curva SN per il materiale è definita oltre il limite di resistenza. Quando l'opzione è selezionata, la curva SN segue una linea orizzontale oltre il limite di resistenza definito. Ovvero, al di sotto del limite di resistenza del materiale, non vi è alcun danno. Di conseguenza, il materiale presenta una durata infinita.
Attribuire una durata infinita inferiore al limite di resistenza (condizione tipica per i metalli ferrosi): selezionare questa casella di controllo se il materiale è acciaio o un metallo ferroso simile. Per questi metalli, la durata della fatica viene di solito considerata infinita in caso di sollecitazioni inferiori al limite di resistenza (nessun danno). Se non si seleziona questa casella di controllo, la curva SN viene modificata in corrispondenza di sollecitazioni inferiori al limite di resistenza in modo da fornire un'inclinazione diversa. L'inclinazione utilizzata, sotto il limite di resistenza, è proporzionale a (2k-1), dove k è l'inclinazione della curva SN principale. Possono quindi ancora verificarsi danni da fatica oltre il limite di resistenza, ma di entità inferiore.
Immissione di dati EN (durata basata sulla deformazione):
Se nel Passaggio 1 si sceglie di calcolare la durata in base alla deformazione, occorre specificare altre due proprietà per il materiale EN oltre al modulo elastico e alla resistenza massima alla trazione.
Per immettere i dati richiesti per descrivere la curva di durata della deformazione, sono disponibili due opzioni: il metodo approssimato e il metodo avanzato.
Metodo approssimato:
Poiché i metodi utilizzati per determinare i dati di durata della deformazione sono costosi e questo metodo è utilizzato da un tempo relativamente breve, questi dati dei materiali sono spesso difficili da reperire per materiali non standard. Per superare questo problema, sono stati adottati vari metodi per approssimare i dati strain-life dai dati monotonici immediatamente disponibili (modulo e resistenza alla trazione).
La Procedura guidata Fatica utilizza uno di questi metodi empirici. Se il materiale che si sta utilizzando non è incluso nel database dei materiali, selezionare il pulsante "Approssimato" nel modulo. Questo forza la Procedura guidata Fatica a calcolare i dati approssimati per la curva di durata della deformazione. Con questo metodo empirico, in alcuni casi si verificano imprecisioni negli ultimi risultati della fatica. Come per tutte le analisi della fatica, dati precisi dei materiali sono fondamentali.
Attribuire una durata infinita inferiore al limite di resistenza (condizione tipica per i metalli ferrosi): opzione importante se si utilizza il metodo approssimato. Il metodo empirico utilizza dati diversi per acciaio e materiali non ferrosi. In modo simile alla curva SN che presenta comportamenti diversi a cicli elevati, la curva EN presenta tendenze diverse per materiali ferrosi e non ferrosi. Attivare o disattivare quindi la casella di controllo di conseguenza.
Proseguire con la pagina Dati di durata della deformazione avanzata e approssimata per ulteriori informazioni.
Metodo avanzato:
Se sono disponibili dati avanzati relativi alla durata basata sulla deformazione per un materiale non incluso nel database, è possibile immetterli direttamente nel Passaggio 2 della Procedura guidata Fatica. In questo caso, selezionare il pulsante di opzione Avanzato. Verrà aperto un modulo separato per l'immissione dei sei parametri richiesti per descrivere le curve di sollecitazione/deformazione ciclica e di durata della deformazione.
Proseguire con la pagina Dati di durata della deformazione avanzata e approssimata per ulteriori informazioni.
Per una descrizione completa dei parametri avanzati, ad esempio i coefficienti di incrudimento ciclico e di duttilità alla fatica, consultare la pagina Panoramica teorica: Analisi della fatica basata sulla deformazione.
Immissione dei dati del fattore di sicurezza della fatica
Se nel Passaggio 1 si è scelto di calcolare il fattore di sicurezza della fatica, occorre immettere gli stessi dati del metodo di calcolo della durata SN (modulo elastico, resistenza alla trazione, rapporto di Poisson, limite di resistenza e numero di cicli prima del guasto), con l'aggiunta dei requisiti necessari per descrivere la curva di durata infinita.
Sono disponibili due metodi per calcolare un fattore di sicurezza della fatica. È possibile selezionare un diagramma di Goodman di base o un metodo più avanzato in cui definire un diagramma di Haigh (con maggiore flessibilità).
Opzione Diagramma di Goodman
Se si seleziona l'opzione Diagramma di Goodman, la Procedura guidata Fatica consente di impostare un diagramma di Goodman tradizionale per il calcolo del fattore di sicurezza della fatica (FSF, Fatigue Safety Factor). Di seguito è riportato un esempio di diagramma di Goodman.
Il diagramma di Goodman utilizza lo stesso valore di resistenza sia per la trazione che per la compressione. Questo fattore è un limite notevole per materiali come la ghisa, che è molto più resistente alla compressione che alla tensione.
Opzione Diagramma di Haigh
Se è necessario un maggiore controllo sulla forma della curva di durata infinita, selezionare l'opzione Diagramma di Haigh. Anche se questo metodo non fornisce un controllo completo sulla definizione della forma della curva, è più versatile rispetto all'approccio di Goodman. Questa versatilità è importante per materiali come la ghisa, che presentano diverse proprietà monotoniche in tensione e compressione. Utilizzando il metodo Diagramma di Haigh è possibile definire valori separati per la resistenza massima e la resistenza allo snervamento per la tensione e per la compressione.
Quando si seleziona il pulsante di opzione Diagramma di Haigh, verrà aperto un modulo separato in cui immettere i dati aggiuntivi. Nel modulo aggiuntivo, le caselle della resistenza a trazione (UTS) e del limite di resistenza a fatica vengono compilate automaticamente con i dati del modulo principale indicato nel Passaggio 2. Di conseguenza, si consiglia di inserire tutti i dati necessari nel modulo principale della finestra di dialogo del Passaggio 2 prima di accedere al modulo di immissione dei dati del diagramma di Haigh.
I dati di compressione, sia la resistenza alla compressione massima che allo snervamento da compressione, vengono inseriti come grandezze senza segno. La Procedura guidata Fatica assegna automaticamente un segno negativo ai valori di compressione.
Se si seleziona l'opzione Diagramma di Haigh nel modulo principale, è necessario specificare le proprietà aggiuntive prima di procedere ai passaggi successivi dell'analisi della fatica.
Segue un esempio di diagramma di Haigh.
Per ulteriori informazioni sulla creazione di diagrammi di Haigh e sulla teoria del calcolo del fattore di sicurezza della fatica, consultare "Panoramica teorica: Fattore di sicurezza della fatica".