Studio teorico e sperimentale sui danneggiamenti superficiali di ingranaggi per applicazioni avanzate

L’attività di ricerca svolta nell’ambito del Corso di Dottorato in Ingegneria Meccanica della Facoltà di Ingegneria di Pisa, con il contributo di AM Testing, spin off dell’Università di Pisa, e di Avio Propulsione Aerospaziale, ha riguardato lo studio teorico e sperimentale delle principali forme di danneggiamento caratteristiche di ingranaggi per applicazioni avanzate con particolare riguardo allo studio dello scuffing (usura adesiva) e alla caratterizzazione sperimentale della resistenza di ingranaggi cilindrici in condizioni di lubrificazione insufficiente o assente (oil off) mediante prove su banco a ingranaggi. L’attività sperimentale svolta è stata finalizzata alla verifica e taratura dei principali modelli di previsione del danneggiamento a scuffing per ingranaggi cilindrici, alla determinazione dei valori ammissibili di progetto di resistenza a scuffing di due acciai da cementazione di impiego aeronautico e alla caratterizzazione degli stessi in condizioni di assenza completa di lubrificazione. Il lavoro sperimentale svolto ha riguardato l’elaborazione del test plan, la gestione della conduzione delle prove, l’attività di failure analysis per la caratterizzazione del danneggiamento sulle dentature in prova, l’elaborazione e l’analisi dei dati. L’attività sperimentale è stata affiancata ad un’attività teorico-numerica volta all’analisi delle condizioni di ingranamento degli ingranaggi in prova mediante l’impiego dei software commerciali Helical 3D e Win LDP e allo sviluppo in ambiente C++ di un nuovo software. Tale software effettua il calcolo delle principali grandezze tribologiche e la stima del rischio di scuffing implementando i principali modelli di riferimento proposti in letteratura ed interfacciandosi con i sw LTCA sopracitati per disporre di una valutazione dettagliata dei carichi agenti sull’ingranaggio. Una cospicua parte del lavoro svolto ha riguardato l’analisi dei risultati e la messa a punto di algoritmi statistici per la determinazione dei valori ammissibili di progetto a scuffing per i materiali studiati