I-LIFE Improving LInear Friction wElding: advanced computer aided engineering

Progetto: Research project

Dettagli progetto

Layman's description

I processi di giunzione rappresentano oggi una delle maggiori criticità nella produzione industriale a causa dello sviluppo di nuovi materiali e del miglioramento delle metodologie di progettazione che impongono ai materiali condizioni di lavoro più estreme. Inoltre è una condotta comune quella di suddividere insiemi complessi in sottostrutture che devono essere successivamente saldate insieme. Dunque ai processi di giunzione è richiesto di garantire una resistenza e una affidabilità molto elevate ad esempio perfino nella saldatura di materiali dissimili. L'industria aerospaziale è un esempio che ben rappresenta questa necessità: la riduzione del rapporto buy-to-fly è una delle grandi sfide di questo secolo dal momento che essa determinerà il vero vantaggio competitivo per i produttori di aeromobili e che impatta in modo rilevante sulla sostenibilità. I processi tradizionali si stanno rivelando inadeguati per questa tipologia di sfide. Per tale ragione, nello scenario industriale stanno emergendo nuovi processi basati su nuovi approcci. Tra essi, i processi di saldatura allo stato solido stanno assumendo una importanza crescente a causa di un elevato numero di vantaggi ad essi correlati (ad esempio mancata fusione dei materiali base, assenza di fumi, consumi energetici più bassi, minore difettosità dei giunti saldati ecc). Il presente progetto di ricerca deve essere inquadrato in questo scenario. In dettaglio, esso è focalizzato sull’evoluzione ed aggiornamento di una nuova macchina strumentata per prove di Linear Friction Welding (LFW); si intende svolgere piani sperimentali progettati per ottenere due risultati principali: una migliore comprensione del processo, anche grazie ad una approfondita indagine numerica mediante modelli che tengano conto delle evoluzioni microstrutturali dei materiali e l’individuazione di ennuple ottime di parametri di processo con riferimento ad alcuni casi di studio scelti. Per la campagna sperimentale saranno scelti materiali e giunti considerando, insieme ai materiali tradizionali come acciaio e alluminio, anche leghe di titanio e di magnesio. Il lavoro partirà dall’aggiornamento dell'attrezzatura per il LFW già realizzata a presente presso il laboratorio mediante l’implementazione di opportuni sensori (accelerometri, torsiometro, termocoppie ecc). Quest'ultima attività sarà fondamentale anche perché consentirà di ottenere dati per la modellazione, la comprensione e l'applicazione del processo. La progettazione e realizzazione dell'attrezzatura riguarderà aspetti strutturali e cinematici tenendo in considerazione anche gli aspetti vibrazionali dovuti alle frequenze di oscillazione del processo. Inoltre – come accennato – sarà messa a punto la simulazione numerica del processo mediante modelli avanzati agli elementi finiti. La simulazione deve essere considerata come un elemento strategico per la comprensione del processo dal momento che alcuni aspetti quali il flusso del materiale, la distribuzione delle temperature, il campo tensionale e deformativo, non sono facilmente misurabili utilizzando tecniche di natura sperimentale. Allo stesso tempo, una volta acquisita una sufficiente conoscenza del processo, la simulazione numerica diviene uno strumento insostituibile, evitando onerose fasi di trial end error. Occorre osservare che la simulazione numerica del processo LFW non è un'attività banale a causa delle peculiarità della lavorazione stessa. Una modellazione accurata delle effettive condizioni di contatto all'interfaccia tra i provini da saldare è un fattore chiave per la simulazione. L'algoritmo di contatto ed il modello di attrito saranno oggetto di studi dettagliati al fine di ottenere la modellazione più accurata del processo sperimentale. Per di più l'ipotesi di deformazione piana verrà confrontata con la simulazione delle condizioni 3D reali al variare della geometria dei provini da saldare. Infine, verranno formalizzati criter
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/12 → …

Fingerprint

Esplora i temi di ricerca toccati da questo progetto. Queste etichette sono generate sulla base dei riconoscimenti/sovvenzioni sottostanti. Insieme formano una fingerprint unica.