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Tesi di dottorato
dott. Andrea Meneghini
Titolo: Ricerca e sviluppo di tecniche integrate basate sull'analisi termofluidodinamica dei processi fusori e sull'analisi strutturale per la progettazione di componenti in alluminio ad alte prestazioni
Coordinatore: Prof. Enrico Evangelista
Dottorato: Ingegneria Meccanica
Ciclo: V° - Nuova Serie (XIX Ciclo)
- Abstract
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L'effetto delle velocità di raffreddamento, della microstruttura e della porosità sulle proprietà meccaniche di leghe d'alluminio colate in sabbia (A356 e A201) è stato studiato tramite un'ampia campagna sperimentale: è stata attuata la produzione di provini per prove meccaniche in differenti condizioni di raffreddamento, la determinazione dei coefficienti di scambio termico all'interfaccia attraverso l'analisi inversa, lo sviluppo e la messa a punto d'analisi FEM, le prove meccaniche e le prove metallurgiche sulla microstruttura.
Le caratteristiche meccaniche rilevate sono state il carico di rottura, il carico di snervamento e l'allungamento. Le caratteristiche metallurgiche si sono concentrate sulla misura della spaziatura interdendritica secondaria e sulla percentuale di porosità.
Le differenti condizioni di raffreddamento, applicate sul materiale, sono state attuate sviluppando una attrezzatura sperimentale originale con diversi tipi di raffreddatore.
Questi dati sono stati studiati unitamente tra di loro la determinazione della correlazione tra le velocità di raffreddamento di getti colati in sabbia e loro caratteristiche meccaniche e microstrutturali da importare all'interno dei software di simulazione strutturale.
- Abstract (english version)
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The effect of the cooling rate, microstructure and porosity on the mechanical properties of a A356 and A201 aluminum sand casting alloy were evaluated by mean of an extensive experimental investigation: production of specimens in different cooling conditions, heat thermal coefficients evaluation by inverse analysis, FEM reconstruction of local cooling conditions, mechanical testing and metallurgy evaluation of the microstructures were performed. Evaluated mechanical properties were: yield strength, ultimate strength and elongation at fracture. Evaluated metallurgical properties were the variation in secondary dendrite arm spacing (SDAS). Different cooling conditions were obtained by using different chill thickness and by extracting samples for mechanical testing at different distances from the cooling surface. The relationships between cooling rate and mechanical/microstructure properties were found and they have been imported into software to predict mechanical strength and microstructure.
Per informazioni rivolgersi a:
Ripartizione Dottorato di ricerca
tel: 071 2202217
email: dottorato@univpm.it
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