In un precedente articolo sono state introdotte le basi del calcolo di un recipiente soggetto a pressione interna.
In particolare, sono state presentate le formule di calcolo degli sforzi nei cilindri di piccolo spessore: tali sforzi sono un esempio di tensioni indispensabili per soddisfare le equazioni di equilibrio e sono classificabili come sforzi primari.
La loro principale caratteristica è di non essere auto-limitanti: ad esempio, all’aumentare della pressione non sono limitati, anche nell’eventualità che insorgano deformazioni plastiche, continuando comunque a crescere proporzionalmente al carico (pressione).
Una seconda categoria di sforzi, i cosiddetti sforzi secondari, è dovuta al ripristino della congruenza delle deformazioni tra elementi strutturali diversi o tra parti dello stesso elemento.
E’ il caso, ad esempio, delle tensioni che nascono in corrispondenza del collegamento tra il mantello cilindrico e il fondo: i due elementi, se non fossero vincolati l’uno all’altro, si deformerebbero in modo diverso per effetto degli sforzi generati dalla pressione, ma ciò non può avvenire dovendosi rispettare la congruenza, che viene ristabilita grazie all’insorgenza di sforzi secondari, generati dagli effetti di bordo.
Questi sforzi sono auto-limitati: nell’esempio citato, la diversità di cedevolezza dei due elementi, all’origine degli sforzi secondari, tenderà a ridursi in presenza di fenomeni di plasticità, limitando in tal modo gli sforzi ad essa dovuti.
Vi sono, infine, gli sforzi di picco, i quali interessano zone molto limitate della struttura, pertanto non producono significative deformazioni generali, come nel caso delle tensioni prodotte dall’effetto d’intaglio, che sono significative soprattutto per la resistenza a fatica e alla rottura fragile.
Senza addentrarsi nei dettagli, per i quali si rimanda alle norme, ci si limita qui a specificare che alla diversa natura degli sforzi, alla luce della classificazione sopra indicata, corrisponde un diverso trattamento degli stessi in sede di verifica, in particolare rispetto ai margini rispetto alla condizione limite.
Effetti di bordo
La giunzione tra fondo semisferico e mantello cilindrico di un recipiente in pressione è un punto di discontinuità geometrica, dove nascono sforzi secondari dovuti agli effetti di bordo: si tratta di un esempio tipico, nel quale questi sforzi possono essere calcolati mediante un approccio analitico.
