ASSOCIAZIONE ITALIANA PER L’ANALISI DELLE SOLLECITAZIONI XXXIV CONVEGNO NAZIONALE — 14–17 SETTEMBRE 2005, POLITECNICO DI MILANO * Corresponding author: Tel.: +39 02 2399 8248 ; Fax.: +39 02 2399 8202 ; E-mail: stefano.foletti@polimi.it COMPORTAMENTO A FATICA IN STATO DI SOLLECITAZIONE MULTIASSIALE DI UN ACCIAIO PER RUOTE FERROVIARIE A. Bernasconi , P. Davoli, M. Filippini, S. Foletti* Politecnico di Milano, Via La Masa 34 (20158) Milano, Italia Sommario Una macchina di prova assiale–torsionale dotata di un sistema per la pressurizzazione interna di provini cavi è stata modificata in modo da poter applicare una pressione sulla superficie esterna del provino ed ottenere così percorsi di carico composti da torsione con aggiunta di compressione doppia. Lo scopo della sperimentazione condotta è quello di ricostruire in laboratorio, per quanto possibile, il reale andamento degli sforzi nella zona sotto-superficiale del contatto ruota rotaia. Lo stato di sollecitazione multiassiale è realizzato in laboratorio imponendo un momento torcente con andamento alternato simmetrico, una forza assiale di compressione pulsante dallo zero e una pressione sulla superficie esterna del provino con una differenza di fase pari a δ = 90° rispetto all'azione torcente. I risultati ottenuti permettono di valutare sperimentalmente la nucleazione e la propagazione di cricche di fatica e l’applicazione dei criteri di resistenza nel caso di complesse condizioni di sollecitazione multiassiale. Parole chiave: contatto ruota-rotaia, fatica multiassiale, prove sperimentali. 1. INTRODUZIONE Particolari applicazioni richiedono di valutare l’influenza sul danneggiamento per fatica di uno stato di sforzo multiassiale non proporzionale, ad esempio a seguito dell’applicazione di sforzi normali e di scorrimento sfasati. La scelta del criterio adatto a questo tipo di verifica può ricevere un considerevole supporto dalla conduzione di prove sperimentali mirate a valutare le prestazioni dei diversi criteri in condizioni caratterizzate da stati di sforzo particolarmente complessi. Le soluzioni che si offrono agli sperimentatori nel campo della fatica multiassiale, delle quali una rassegna completa si può trovare in [1]–[4], sono rappresentate da provini cruciformi, lastre inflesse, provini pieni soggetti a torsione ed azione assiale e provini cavi soggetti a torsione, trazione e pressione interna od esterna. Quest’ultima soluzione, già impiegata dagli autori [5], presenta il vantaggio di consentire di esplorare tutte le possibili combinazioni dei rapporti tra le sollecitazioni principali, ma presenta notevoli difficoltà di realizzazione [6]. Nel presente lavoro è indagato il comportamento sperimentale a fatica in stato di sollecitazione multiassiale dell’acciao R7T, comunemente utilizzato nella realizzazione di ruote monoblocco per treni ad alta velocità. Le prove sperimentali condotte permettono di riprodurre in laboratorio tre delle sei componenti di sforzo effettivamente agenti nella zona sotto–superficiale del contatto ruota rotaia (Figura 1).