La gran parte dei dimensionamenti strutturali vengono ricondotti a calcoli di tipo statico, ovvero verifiche della condizione di equilibrio stazionario tra i carichi esterni e lo stato di deformazione del sistema in esame. L’analisi statica lineare rappresenta il primo gradino nella scala di complessità di una attività di calcolo agli elementi finiti ed è un valido
strumento di validazione preliminare. Spesso però accade che per comprendere a fondo il
comportamento di un sistema meccanico e riuscire a coglierne le modalità di collasso, sia necessario tenere in conto di fenomeni che richiedono l’abbandono dell’ipotesi di linearità, come il contatto tra le parti, la plasticizzazione, il post-buckling. Il calcolo FEM non lineare, pur essendo una disciplina che richiede maggiori attenzioni nella preparazione del modello
e software di analisi adeguati, si sta dimostrando una disciplina via via sempre più necessaria per portare al massimo grado di accuratezza la prototipazione virtuale di strutture complesse. Per aiutare i progettisti ad orientarsi sul tema del calcolo FEM non lineare, SmartCAE ha prodotto una nuova serie di webinar di 30 minuti ciascuno, dal titolo
“Quando l’analisi diventa non lineare”. Nel corso degli episodi verrà affrontato il tema dell’analisi statica non lineare, individuando i casi più frequenti con cui ci si confronta nelle verifiche strutturali:
Episodio 1: La modellazione del contatto nelle analisi FEM
21 Ottobre 2016 – Ore 15.30
Il primo caso affrontato sarà quello del contatto tra le parti. La maggior
parte dei prodotti è infatti costituito da assiemi di componenti,
che interagiscono tra di loro scambiandosi forze di contatto sulle
superfici accoppiate. Riuscire a schematizzare correttamente queste
forze risulta essenziale per eseguire il corretto dimensionamento
degli organi della macchina.
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Episodio 2: Il comportamento non lineare del materiale
nelle analisi FEM
11 Novembre 2016 – Ore 15.30
Il secondo caso sarà quello della non-linearità del materiale. Spesso
capita che l’ipotesi di materiale con caratteristiche elastiche lineari
risulti inadeguata per modellare correttamente il fenomeno
meccanico che si vuole simulare. Questo può manifestarsi, ad
esempio, quando gli stress nei materiali duttili raggiungono e superano
la tensione di snervamento e nascono plasticizzazioni, oppure quando il materiale presenta intrinsecamente un comportamento non lineare tra carico applicato e deformazione, come nel caso delle plastiche o delle gomme.
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Episodio 3: Le non linearità geometriche
e gli effetti dei grandi spostamenti
2 Dicembre 2016 – Ore 15.30
L’ultimo caso affrontato sarà quello dei grandi spostamenti. Questo
può capitare quando la configurazione deformata determina
uno spostamento dei punti di applicazione del carico, modificando
quindi l’intensità o addirittura la direzione delle rorze (effetto che
in gergo si chiama “follower forces”). Oppure si può manifestare
quando un componente tende a irrigidirsi o a rammollirsi sotto l’azione
dei carichi (in gergo si parla di “stress-stiffening” e “stresssoftening”).
