PROGETTAZIONE OTTIMIZZATA DI UN SONOTRODO PER PROVE DI FATICA GIGACICLICA

Nelle macchine a ultrasuoni per prove di fatica gigaciclica la variazione della tensione applicata al provino è ottenuta amplificando lo spostamento imposto da un trasduttore piezoelettrico tramite un sonotrodo. Gli autori hanno progettato e realizzato un sonotrodo con profilo cilindrico-iperbolico in lega di Titanio (Ti-6Al-4V) che ha subito una rottura dopo un numero di cicli limitato in corrispondenza del foro filettato di collegamento con il provino. L’articolo riporta la procedura seguita per riutilizzare il sonotrodo danneggiato modificandolo mediante asportazione di materiale. Attraverso metodologie di ottimizzazione numerica e modelli agli elementi finiti si è proceduto a identificare una soluzione geometrica ottimale caratterizzata dalla massima amplificazione degli spostamenti e da un limitato fattore di concentrazione delle tensioni in corrispondenza del raccordo circolare. Il nuovo sonotrodo è stato realizzato secondo la geometria identificata e caratterizzato sperimentalmente.