Accuris ESDU e Honda Aircraft Company collaborano sui dati relativi ai test di fatica
Accuris ESDU offre sessioni di formazione tecnica a vantaggio reciproco per tutti i clienti e, nel settembre 2023, ho visitato lo stabilimento della Honda Aircraft Company a Greensboro, nella Carolina del Nord. Durante la visita, ho discusso dei dati di resistenza non ancora pubblicati relativi alle leghe di alluminio e ho posto l'accento su un dato spesso trascurato, il FAT E.07.01, «Endurance of aluminium alloys (unclad) (In bending)».
Questo documento presenta i risultati di circa 3500 prove di fatica condotte su provini lisci e intagliati di leghe di alluminio non rivestite, sottoposti a sollecitazioni di flessione. Tali risultati sono stati analizzati per ottenere curve di resistenza S–N che rappresentano la sollecitazione alternata massima (Sa) in funzione del numero di cicli di carico fino a rottura (N).
Il dottor John Hammar, ingegnere di collegamento ESDU, condivide la sua esperienza di collaborazione con i clienti ESDU per migliorare il prodotto e promuovere l'innovazione nel settore aerospaziale.
Il team della Honda Aircraft Company comprendeva il responsabile senior del reparto «Fatigue and Damage Tolerance» (Fatica e tolleranza ai danni), Mark Ofsthun, che è anche un membro di spicco del comitato tecnico indipendente incaricato di validare e autorizzare gli elementi di dati da pubblicare nella serie «ESDU Fatigue – Endurance Data Series». Mi hanno informato che i dati di resistenza per le leghe di alluminio come la 2024 e la 7075 sarebbero più utili se le curve di resistenza S–N fossero tracciate individualmente per ciascun valore del fattore di concentrazione geometrica delle sollecitazioni, anziché come grafici che mostrano i dati per concentrazioni miste di sollecitazioni per ciascuna lega.
Questo feedback è stato trasmesso al dottor Downs, ingegnere senior dell'ESDU responsabile di tutti i contenuti di questa serie. Il dottor Downs ha esaminato i dati dei test, originariamente pubblicati dalla Handley Page Company Ltd nel 1958, e con l'ausilio dei metodi e del software disponibili nell'ESDU 97024, «Derivation of endurance curves from fatigue test data, including run-outs», i dati sono stati nuovamente tracciati.
Il dato aggiornato è stato successivamente discusso e approvato dal Comitato, di cui fa parte anche Mark, e ripubblicato nel giugno 2024 come FAT E.07.01 Emendamento C. Questa versione contiene ora 29 curve di resistenza S–N, tra cui una relativa a una lega Al-Zn-Mg 7075 sottoposta a invecchiamento naturale, come illustrato ad esempio sopra.
Accuris ESDU attribuisce grande importanza al feedback dei clienti e questa visita è stata gratificante e piacevole. «ESDU è una fonte affidabile di dati tecnici molto utili, accettati e utilizzati dall'industria aerospaziale», ha dichiarato Mark Ofsthun dopo la visita.
Durante la visita, ho anche avuto l'opportunità di osservare da vicino l'innovativo jet aziendale di nuova generazione HondaJet. Con una flotta globale di oltre 200 velivoli, questo aereo è dotato di un motore montato sopra l'ala, progettato non solo per ridurre la resistenza aerodinamica, ma anche per migliorare la resistenza alla fatica, caricando il pilone che sostiene il motore in compressione, anziché in tensione come nei tradizionali motori montati sotto l'ala.
Controllo dei costi delle prove di fatica con Accuris ESDU
I test di fatica sono fondamentali per consentire agli ingegneri di acquisire una comprensione critica delle prestazioni dei materiali o dei componenti in scenari di carico reali nel corso del tempo. Ciò è estremamente importante per l'industria aerospaziale, automobilistica e innumerevoli altri settori, ma le aziende devono affrontare una sfida reale quando si tratta di acquisire dati di test di fatica affidabili e validati.
Le tipiche macchine servoidrauliche per prove di fatica costano più di 100.000 dollari, una cifra che potrebbe non essere alla portata di molte aziende e istituzioni. In alternativa, l'invio dei materiali a un laboratorio di prova di terze parti costa in genere da 300 a 2.000 dollari per ogni prova (più il costo dei campioni di prova) e comporta un tempo di attesa di diverse settimane o addirittura mesi. La disponibilità di dati sui materiali aerospaziali validati da Accuris ESDU è ovviamente fondamentale per aiutare a ridurre al minimo i costi di progetto dei nostri clienti.
Le leghe di alluminio 2024 e 7075 sono state sviluppate per la prima volta per applicazioni aerospaziali rispettivamente nel 1931 e nel 1935. Il loro uso continuato oltre novant'anni dopo è dovuto in gran parte alla nostra profonda comprensione delle loro capacità. I dati di resistenza validati disponibili per queste leghe (e altre) nell'ESDU Data Item E.07.01 e i metodi descritti nell'ESDU Data Item 92030 «Fatigue propagation behaviour of short cracks in aluminium alloys» svolgono un ruolo significativo nelle operazioni delle principali aziende aerospaziali mondiali, come la Honda Aircraft Company.
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