Una procedura per la stima delle tensioni termo-meccaniche in alberi intagliati

Nei componenti meccanici dalla geometria complessa l’analisi delle tensioni termomeccaniche è comunemente effettuata tramite FEM. Questa analisi risulta onerosa a livello computazionale e la validità dei risultati è limitata ai casi specifici considerati. Per tali motivi può risultare utile un approccio analitico, seppure semplificato, che sia in grado di fornire una ragionevole stima delle tensioni termo-meccaniche per classi di geometrie simili. Nel presente lavoro, è stato considerato il caso di alberi intagliati; in particolare, si è preso a riferimento un albero a due diametri soggetto a convezione con fluido sulla superficie esterna. Ci si è quindi proposti di verificare se fosse possibile definire un fattore di concentrazione delle tensioni termo-meccaniche per stimare lo stato di tensione nella zona di raccordo a partire dalla soluzione numerica nota per il cilindro infinito. È stato verificato che è possibile esprimere tale coefficiente tramite il rapporto tra i picchi delle tensioni misurate durante il transitorio nella zona di intaglio ed in quella cilindrica. Nel lavoro viene inoltre discusso l’effetto delle dimensioni del componente sullo stato di sollecitazione, tramite il numero di Biot. Nel caso delle tensioni termomeccaniche, infatti, l’effetto della concentrazione di tensione non è riconducibile ad un semplice problema di forma