Implementazione di modelli di propagazione LCF in analisi ad elementi finiti

The main goal of this Thesis is the implementation of numeric methodology designd to predict the mechanical behavior of a component subjected to fatigue at low number of cycles (Low Cycle Fatigue). In particular, the final product of this work is a series of computer codes in Fortran, wich easly lend themselves to being performed by a finite element software such Abaqus. In the first step the results carried out from previously analysis have been used, to derive the constants of the proposed mathematical model. The algorthm has been developed at the beginning within a single element model, thus allowing to calculate the number of cycles to propagation. To analyze the propagation in a wider area of the component, the calculation has been extended to more elements , to obtain a complete calculation methodology for deriving the fatigue life of a component. Finally, these codes have been applied to a real case: a turbine disc used in gas turbines for the production of energy.

La presente Tesi ha come scopo ultimo l'implementazione di una metodologia numerica volta a prevedere comportamento di un componente meccanico sottoposto al fenomeno della fatica a basso numero di cicli (Low Cycle Fatigue). In particolare, prodotto ultimo di questo lavoro, è una serie di codici di calcolo,in linguaggio Fortran, che facilmente si prestano ad essere eseguiti da un programma ad elementi finiti quale Abaqus. In una prima fase sono stati utilizzati i risultati di prove sperimentali, precedentemente svolte, per ricavare la costanti del modello matematico proposto .L'algoritmo di calcolo è stato implementato in codice Fortran, inizialmente all'interno di un singolo elemento, permettendo così di calcolare il numero di cicli a propagazione al suo interno. Per analizzare la propagazione in una zona più ampia del componente, è stato esteso il calcolo a più elementi, fino ad ottenere una metodologia di calcolo completa per ricavare la vita a fatica di un componente. Infine, tali codici sono stati applicati ad un caso reale; un disco turbina utilizzato in turbine a gas per la produzione di energia.