2. Materiali
3. Tecnologie
4. Requisiti di progettazione
CAPITOLO 4 - REQUISITI DI PROGETTAZIONE
4.2 - REQUISITI PRESTAZIONALI
4.2.3 - Durata

Il gruppo telaio-carrozzeria deve durare per l’intera vita della vettura. La sua resistenza nel tempo ai carichi statici e dinamici è garantita dal sovradimensionamento effettuato nelle prime fasi di analisi e verifica strutturale.

Sono quindi da considerare le sollecitazioni di fatica e i problemi di corrosione.

Nella progettazione delle tradizionali scocche stampate in acciaio la fatica non è tra i problemi principali: in molti casi le procedure prevedono che una volta che la scocca abbia raggiunto i requisiti di resistenza, rigidezza e comportamento NVH, ne sia realizzato un prototipo su cui effettuare prove di fatica.

In generale i rari cedimenti osservati riguardano i singoli punti di saldatura RSW, e sono per lo più dovuti a problemi tecnologici in fase di giunzione.

Nel caso di utilizzo di leghe leggere il problema della fatica è di entità decisamente maggiore, a causa della minore conoscenza del fenomeno, del differente comportamento del materiale e delle diverse tecnologie di giunzione impiegate.

Le parti più critiche sono i nodistrutturali e le giunzioni.

Nodi strutturali

Dei nodi interessa soprattutto:

  • Geometria e forma del componente

Deve essere ridotto il numero di spigoli vivi e di discontinuità di forma e spessore fortemente localizzate;

  • Proprietà metallurgiche

Sono richieste tenacità e assenza di difetti nella microstruttura.

Comportamento a fatica di parti in lega A357-T6 ottenute per formatura semi-solida
( fonte:[4.1] )

Dal Diagramma 4.2.5, relativo a pezzi ottenuti mediante formatura semi-solida, risulta come abbiano comportamento migliore le strutture metallografiche più fini, con grana globulare (*) e, nel caso di formatura semi-solida, con maggiore frazione solida (HSF, high solid fraction).

Quest’ultima caratteristica ha dato impulso alla nascita di nuove tecnologie di formatura semi-solida, come la thixocasting.

Giunzioni

La resistenza a fatica delle giunzioni dipende direttamente dal tipo di tecnologia impiegato. In particolare per le leghe di alluminio le tecnologie con maggiore resistenza a fatica sono (per valori di resistenza decrescenti):

  • Giunzioni miste incollate-rivettate;
  • Giunzioni incollate;
  • Giunzioni rivettate;
  • Giunzioni saldate (RSW).

Importanza non secondaria riveste anche la geometria della giunzione e il tipo di sollecitazione prevalente.

In questo senso l’impiego di leghe di alluminio garantisce ottime prestazioni.

Particolari attenzioni devono essere dedicate ad eventuali punti di contatto con componenti in acciaio, come rivetti ad alta resistenza o altri membri strutturali, in cui può generarsi il fenomeno della corrosione galvanica.

Occorre in questo senso prevedere adeguati rivestimenti.

(*) La “globularità” della grana è espressa con il fattore di forma SF (shape factor), dato dalla relazione: , dove A e p sono rispettivamente l’area ed il perimetro medio dei grani. Risulta . SF =1 per grano perfettamente circolare.
 
 
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