A parametric study on residual stresses in cold formed rail sections

The technological advancements and developments of roll forming have allowed the usage of cold formed steel members to increase rapidly. In the racking industry, the cold formed rack structures have to support the Storage and Retrieval (S/R) machines, which carry the loads on a 24/7 working time. The increase in speed and weight of the S/R machines has led to dynamic actions on the racks that can no longer be considered quasi-static: the estimated number of load cycles can reach 0.5 million/year and it cannot be labelled as negligible. The racking systems and components have to be designed for fatigue loading. European design codes do not give specifications for fatigue design rules. EN 1993-1-3, deals only with the static design of cold-formed thin-walled sections. Fatigue design is introduced in “EN 1993-1-9 – Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-9: Fatigue”, which does not cover the design and the classification of cold-formed thin-walled details. The lack of fatigue assessment rules for cold-formed steel structural details causes losses of the order of 25-30 millions per year to the European logistic industry. This work is part of FASTCOLD research project that aims at gathering essential knowledge in the field of fatigue assessment of cold-formed steel structural details in order to implement the Eurocodes. The aim of this work is to analyse the behaviour of residual stresses occurred due to cold-forming in bent corners of cold-formed steel members.

I progressi tecnologici del processo di laminazione hanno portato ad un incremento nell’utilizzo delle membrature in acciaio formate a freddo. Nell’industria delle scaffalature, le strutture composte da elementi formati a freddo devono sostenere le machine adibite allo stoccaggio e al recupero delle merci (R/S), che lavorano 24 ore su 24, 7 giorni su 7. L’aumento in velocità e peso di tali macchine porta a carichi dinamici sulle scaffalature che non possono più essere considerati quasi-statici: il numero stimato di cicli di carico è 0.5 milioni/ anno e, quindi, non più trascurabile. I sistemi di scaffalatura devo essere, dunque, progettati per sostenere i carichi dovuti alla fatica. I codici di progetto europei non forniscono indicazioni per il progetto a fatica. EN 1993-1-3 affronta solo il progetto statico di sezioni in parete sottile formate a freddo. Il progetto a fatica è introdotto in “EN 1993-1-9 – Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-9: Fatigue”, che non riporta la classificazione o regole di progetto per i dettagli in parete sottile formati a freddo. La mancanza di regole di valutazione del comportamento a fatica per i dettagli strutturali in acciaio formati a freddo causa perdite dell’ordine di 25-30 milioni all’anno per l’industria logistica europea. Questo lavoro è parte del progetto di ricerca FASTCOLD, che mira ad introdurre il problema della fatica per le sezioni in acciaio formate a freddo, con l’intento di introdurlo nelle normative europee. L’obiettivo di questo studio è analizzare ed investigare il comportamento delle tensioni residue che si verificano nelle componenti in acciaio formate a freddo.