The Transverse Frames of Bulk Carriers and the Fatigue Phenomenon

In questo lavoro viene presentato un procedimento completo per giungere alla verifica della capacità a fatica di un generico elemento strutturale. L’attenzione è focalizzata su ciascuna delle diverse fasi che consentono una verifica affidabile della vita a fatica del particolare che si vuole analizzare. Alla fase di valutazione della domanda e della risposta strutturale viene collegata la procedura di valutazione della capacità, per giungere infine al confronto tra capacità e risposta. Il procedimento delineato è impostato organicamente nell’ambito della teoria di Palmgren-Miner, facendo riferimento ad opportune curve di capacità (curve S-N), e viene schematizzato, fase per fase, con diagrammi di flusso. Un esempio applicativo completa l’illustrazione. La definizione della risposta del particolare strutturale richiede tutta una serie di calcoli che vanno eseguiti sistematicamente per ogni onda elementare. Ciò comporta innanzitutto la valutazione dei moti nave con analisi di seakeeping e dei correlati carichi inerziali da aggiungere agli altri gravanti sulla struttura. Le tensioni di risposta vanno ricostruite attraverso un’analisi fatta nel dominio del tempo al fine di poter estrarre per ogni onda elementare la corrispondente variazione di tensione , che rappresenterà un singolo punto della funzione di risposta. La determinazione dello stato tensionale comporta a sua volta calcoli che vanno condotti ricorrendo al metodo degli elementi finiti con una procedura multi-livello: i risultati ricavati per mezzo di un modello globale della nave vengono utilizzati come dati di input per un modello locale del dettaglio, caratterizzato da mesh molto fine ed in grado di cogliere puntualmente le tensioni nell’intorno del punto critico (hot-spot). Sulla base della storia di carico costruita mettendo assieme con opportuno “peso” le diverse storie di short-term (con la tecnica del Lifetime Weighted Sea Method), si illustra la procedura per giungere alla valutazione del danno cumulato per fatica. In conclusione, viene poi evidenziata l’opportunità di ricorrere ad un modello matematico per la valutazione più immediata del danno, utile ai fini delle correnti verifiche da farsi in fase di progetto.