Investigation of residual stresses in cold formed steel sections and their influence on fatigue life

Fatigue design rules for cold-formed steel sections and details are completely missing on a European level. EN 1993-1-3, deals only with the static design of cold-formed thin-walled sections. Its commentaries, and related design manuals, do not even mention fatigue design. EN1993-1-9, the relevant part of Eurocode-3 for fatigue design, is not covering design and classification of cold-formed thin-walled details. This total lack of fatigue assessment rules for cold-formed steel structural details at European level represents a relevant problem for the whole European logistic industry, causing losses estimated in the order of 25-30 millions/year. Cold-formed steel members are increasingly adopted in racking systems installed in logistic warehouses where "storage and retrieval" (S/R) machines run faster and faster, while carrying heavier and heavier loads in a "7 days - 24 hours" economy. For this reason, loading conditions on these types of racks and their auxiliary structures are not anymore quasi-static but dynamic, and cold-formed steel structural details may be subjected to load cycles in the order of 0.5 million/year. The influence of residual stresses and surface texture induced by the cold rolling (or press breaking) process affects the fatigue behavior of cold-formed steel details. This work as a part of the project Fastcold, aims at introducing the problem of fatigue for cold formed steel sections, analyzing the residual stresses and their effect on the field of fatigue of cold-formed steel structural details.

Le regole di progettazione della fatica per sezioni e dettagli in acciaio formati a freddo sono completamente assenti a livello europeo. EN 1993-1-3, tratta solo la progettazione statica di sezioni a parete sottile formate a freddo. I suoi commenti e i relativi manuali di progettazione non menzionano nemmeno la progettazione della fatica. La EN1993-1-9, la parte rilevante di Eurocode-3 per la progettazione della fatica, non copre la progettazione e la classificazione dei dettagli a parete sottile formati a freddo. Questa totale mancanza di regole di valutazione della fatica per i dettagli strutturali in acciaio formati a freddo a livello europeo rappresenta un problema rilevante per l'intera industria logistica europea, causando perdite stimate nell'ordine di 25-30 milioni all'anno. I membri in acciaio formati a freddo sono sempre più adottati nei sistemi di scaffalature installati nei magazzini logistici dove le macchine "stoccaggio e recupero" (S / R) funzionano più velocemente e più velocemente, trasportando carichi più pesanti e pesanti in un'economia "7 giorni - 24 ore". Per questo motivo, le condizioni di carico su questi tipi di rack e le loro strutture ausiliarie non sono più quasi-statiche ma dinamiche e i dettagli strutturali in acciaio formati a freddo possono essere sottoposti a cicli di carico dell'ordine di 0,5 milioni / anno. L'influenza delle tensioni residue e della struttura superficiale indotte dal processo di laminazione a freddo (o di rottura della pressa) influenza il comportamento a fatica dei dettagli in acciaio formati a freddo. Questo lavoro come parte del progetto Fastcold, mira ad introdurre il problema della fatica per le sezioni in acciaio formate a freddo, analizzando le tensioni residue e il loro effetto sul campo della fatica di particolari strutturali in acciaio formati a freddo.