Dynamic Testing in the Automotive Industry: Connection Rod Fatigue Test

Introduzione

Nella valutazione delle caratteristiche meccaniche di componenti automotive in esercizio, è indispensabile indagare sia le proprietà meccaniche statiche, sia il comportamento del componente quando è sottoposto a stress ciclici inferiori al valore di rottura. In queste circostanze, è necessario predisporre un corretto apparato di prova per potere svolgere test per la valutazione della resistenza a fatica.

L’attività descritta è stata svolta per caratterizzare le proprietà meccaniche a fatica di bielle motore adottate in campo automotive. Tali test sono stati effettuati mediante l’utilizzo del sistema servo-idraulico HB 500 kN - Zwick & Roell. Il sistema è stato installato per potere svolgere attività di caratterizzazione a fatica su componenti finiti, anche di grandi dimensioni. Inoltre grazie al software di programmazione a blocchi è possibile definire integralmente la struttura del ciclo di prova, unendo potenzialmente prove cicliche e prove statiche in un unico test.

Scopo

Il test svolto sul componente finito dà riscontro sui dati ottenuti dai calcoli e dalle simulazioni in fase di progetto. Sottoponendo i componenti alle sollecitazioni ed agli sforzi reali a cui sono soggetti in condizioni di esercizio mediante i sistemi di prova, è possibile indagare il comportamento reale di un componente, valutando le criticità che potrebbero verificarsi durante la vita d’esercizio.

Approccio e Soluzione

Le attività hanno avuto inizio a seguito di una fase di progettazione sia dell’ambiente di prova e che dei relativi accessori necessari per l’esecuzione del test, che sono stati valutati secondo specifiche richieste del cliente. In questa fase il Centro Prove Affidabilità di TEC Eurolab si è avvalso dell’ausilio di sistemi di disegno assistito (CAD) e simulazione 3D per verificare la migliore configurazione dell’accessorio da realizzare.

L’obiettivo del test è stata la determinazione del limite di fatica del materiale, definendo parametri di prova e condizioni di verifica con il cliente. In particolare, l’intento era di concentrare le sollecitazioni sulla parte centrale della biella (stelo), di modo che le rotture si verificassero sul tratto utile e non sui fori di fissaggio (occhio, piede), come solitamente può accadere. Con l’identificazione della configurazione idonea, le rotture si sono verificate sulla parte centrale delle bielle.

Risultati

I dati analitici emersi sono serviti per determinare numericamente il limite di fatica, utilizzando il metodo staircase (Dixon-Mood). In particolare, il numero di campioni utilizzando (15) è risultato sufficiente come popolazione di campioni per potere ottenere un valore del limite e del relativo errore associato significativo da un punto di vista statistico.

Dynamic Testing in the Automotive Industry: Connection Rod Fatigue Test

Introduzione

Scopo

Approccio e Soluzione

Risultati

Quali sono i parametri principali che si possono determinare con una prova di trazione su un comune tipo d’acciaio?

Analisi di Selezione PMI

E' possibile eseguire scansioni di componenti da confrontare con il modello CAD?

Qual è il quantitativo minimo di campione necessario per eseguire un'analisi chimica?

Dynamic Testing in the Automotive Industry: Connection Rod Fatigue Test

Introduzione

Scopo

Approccio e Soluzione

Risultati

Insights

Quali sono i parametri principali che si possono determinare con una prova di trazione su un comune tipo d’acciaio?

Analisi di Selezione PMI

E' possibile eseguire scansioni di componenti da confrontare con il modello CAD?

Qual è il quantitativo minimo di campione necessario per eseguire un'analisi chimica?