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Calcolatrice delle proprietà dell'acciaio e delle sollecitazioni ammissibili
Seleziona un grado di acciaio per visualizzarne le proprietà meccaniche. Calcola la sollecitazione ammissibile ASME, il limite di resistenza alla fatica e i fattori di sicurezza per diversi tipi di carico.
Proprietà e sollecitazione ammissibile
Sollecitazione ammissibile ASME
Secondo la Sezione VIII Divisione 1 dell'ASME BPVC, la sollecitazione ammissibile a temperatura ambiente è:
Per gli acciai inossidabili austenitici (che presentano un significativo incrudimento), l'ASME utilizza Rm/2,4 anziché Rm/3,5.
Limite di resistenza alla fatica
Per campioni di acciaio lucidati e non intagliati sottoposti a flessione rotante:
La resistenza alla fatica effettiva richiede fattori di modifica per la finitura superficiale (ka), le dimensioni (kb), l'affidabilità (kc), ecc.:
Fattori di sicurezza per tipo di carico
| Tipo di carico | Fattore n | Sollecitazione di progetto |
|---|---|---|
| Statico (resa) | 1.5 | Rp0,2 / 1,5 |
| Statico (frattura) | 2,4–3,5 | Rm / 2.4 o Rm / 3.5 |
| Fatica pulsante | 2.0 | Se / 2.0 |
| Fatica completamente invertita | 2.5 | Se / 2,5 |
| Impatto / shock | 3,0–5,0 | Rp0,2 / n |
Esempio pratico
Proprietà: Rp0,2 = 900 MPa, Rm = 1100 MPa
σ_consenti (ASME) = min(900/1,5, 1100/3,5) = min(600, 314) = 314 MPa
Se = 0,5 × 1100 = 550 MPa (non modificato)
Fatica pulsante: 550/2.0 = 275 MPa
⚠️ Nota: Le proprietà indicate sono valori tipici. Le proprietà effettive dipendono dal trattamento termico, dalle dimensioni della sezione e dal certificato di prova del materiale. Utilizzare sempre valori certificati per i calcoli di progettazione.
σ_allow = min(Rp0.2/1.5, Rm/3.5) per gli acciai al carbonio e legati. Per gli acciai inossidabili austenitici: min(Rp0.2/1.5, Rm/2.4) poiché incrudiscono sensibilmente. Il valore inferiore è quello determinante per prevenire sia lo snervamento che la rottura.
Per gli acciai con Rm < 1400 MPa: Se ≈ 0,5 × Rm. Per Rm ≥ 1400 MPa: Se ≈ 700 MPa (si stabilizza a causa delle inclusioni). Questi valori valgono per provini lucidati e privi di intagli — applicare i fattori correttivi per i componenti reali.
Statico: 1.5 sullo snervamento. Rottura: 2.4–3.5 su Rm (UTS). Fatica pulsante: 2.0 su Se. Fatica alternata simmetrica: 2.5 su Se. Urto: 3.0–5.0 sullo snervamento. Adottare coefficienti maggiori per carichi incerti o applicazioni critiche.
La tensione di prova allo 0,2% (carico unitario di scostamento dalla proporzionalità) — la tensione che provoca una deformazione plastica permanente dello 0,2%. È il limite di snervamento convenzionale utilizzato nella progettazione meccanica, specialmente per i materiali privi di uno snervamento netto come gli acciai inossidabili austenitici.
In modo drastico. La bonifica (Q&T) aumenta la resistenza (Rp e Rm più elevati) ma riduce la duttilità (minore A%). La normalizzazione conferisce proprietà intermedie. La ricottura fornisce la durezza minima. Specificare sempre lo stato di trattamento termico.
Le procedure descritte in questa pagina sono state sviluppate e collaudate sul campo dal team Vibromera utilizzando il Balanset-1A, un bilanciatore portatile a due canali e analizzatore di vibrazioni per l'equilibratura dei rotori in loco.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko è ingegnere di analisi delle vibrazioni nonché fondatore e amministratore delegato di Vibromera. Da più di 15 anni bilancia macchine rotanti sul campo anziché al banco di prova: pacciamatrici, ventilatori industriali, frantoi, centrifughe, alberi e mandrini. È da questo lavoro che sono nati gli strumenti Balanset — sono stati progettati come uno strumento che il tecnico può portare fino alla macchina e usare da solo, in loco, e non come apparecchiatura da laboratorio. Vibromera è stata fondata nel 2017 e dal 2023 ha sede a Porto, in Portogallo. Qui avvengono lo sviluppo, l'assemblaggio e l'assistenza della linea Balanset. Lo strumento di punta è il Balanset-1A, un analizzatore portatile per il bilanciamento su uno e due piani e per la diagnostica delle vibrazioni. Nikolai segue personalmente l'assistenza ai clienti, la risoluzione dei casi di bilanciamento più difficili e lo sviluppo del software. Lavora con clienti in tutto il mondo, in qualsiasi lingua.
