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Analisi della propagazione di cricche di fatica in dischi di freno di treni ad alta velocità.
Parole chiave PROGETTAZIONE MECCANICA
Riferimenti GIUSEPPE BATTIATO, DANIELE BOTTO, CHRISTIAN MARIA FIRRONE
Gruppi di ricerca 11 - LAQ AerMec per componenti di turbine e compressori
Descrizione Il disco freno rappresenta un elemento cruciale per la sicurezza dei treni ad alta velocità. Durante la frenata, a causa dell'attrito tra il disco e le pastiglie, viene generata un'elevata quantità di calore che viene rapidamente dissipata dalla ventilazione all'interno dei dischi.
La combinazione di carichi ciclici termici e meccanici a seguito di successive frenate è responsabile del verificarsi di stati di tensione e deformazione ciclici sulla superficie del disco, che sono alla base dell'innesco e della propagazione di cricche di fatica in direzione radiale.
Dall'attuale stato dell'arte si evince come l'approccio più diffuso per l'individuazione delle zone di innesco delle cricche sulla superficie del disco e lo studio della loro propagazione si basi sull'esecuzione di analisi statiche termo-meccaniche agli elementi finiti, per l'identificazione delle aree superficiali di massima temperatura e per la valutazione dello stato di tensione all'apice della cricca dall'innesco in poi.
Nel corso del progetto, la/lo studentessa/studente dovrà esplorare i metodi più promettenti in letteratura per la predizione zone di dell'innesco e delle modalità di propagazione delle cricche radiali, per poi implementare e testare quelli ritenuti più efficienti, servendosi dell'utilizzo di un software commerciale agli elementi finiti.
La tematica oggetto della tesi, che ha una marcata rilevanza industriale, verrà sviluppata presso il laboratorio AerMec del DIMEAS in collaborazione con la Wabtec Corporation (https://www.wabteccorp.com/). Si prevedono pertanto delle riunioni perioche di avanzamento con il team R&D dell'azienda e delle visite presso il sito aziendale in cui i dischi vengono realizzati e testati.
Conoscenze richieste Statica delle strutture, Fatica dei materiali, Meccanica della frattura, Metodo degli elementi finiti, Ansys APDL / Workbench (basi), Matlab
Note Prima di candidarsi contattare uno tra i seguenti professori: Giuseppe Battiato, Christian M. Firrone, Daniele Botto.
Scadenza validita proposta 13/03/2025
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