Come simulare accuratamente il comportamento reale del progetto con il software FEM
Benché l’analisi statica lineare sia un valido strumento di verifica preliminare del progetto, spesso accade che nelle analisi FEM sia necessario considerare fenomeni che richiedono l’abbandono delle ipotesi di linearità, per comprendere a fondo il reale comportamento di un sistema meccanico.
Per orientarti sul tema del calcolo non lineare con gli elementi finiti, abbiamo realizzato la guida “Quando l’analisi diventa non lineare”, un documento di 27 pagine nel quale vengono descritti i casi più frequenti di non linearità che si manifestano nella verifica strutturale del prodotto.
Che tu sia un veterano del calcolo agli elementi finiti alla ricerca di nuove strategie e di una rinfrescata dei concetti, o se stai muovendo i primi passi nella simulazione al calcolatore, sei nel posto giusto.
I contenuti della guida
La modellazione del contatto
La maggior parte dei prodotti è 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 dimensionamento degli organi della macchina.
Leggi di materiale non lineare
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. Non a caso esistono normative che prevedono un calcolo con materiale elasto-plastico per aiuta a superare le verifiche strutturali.
Non linearità geometriche e grandi spostamenti
Queste possono manifestarsi quando la configurazione deformata determina uno spostamento dei punti di applicazione del carico, modificando quindi l’intensità o addirittura la direzione delle forze. Oppure si possono manifestare quando un componente tende a irrigidirsi o a rammollirsi sotto l’azione dei carichi. In altre parole, ci sono casi in cui il calcolo lineare porta a sottostimare l'effettivo stato di sollecitazione del sistema.
Domande e Risposte
Conclude la guida un capitolo con la raccolta di domande sottoposte dai nostri utenti e le relative risposte dei nostri esperti.
Forse ti stai chiedendo...
Chi ha realizzato la guida?
La guida è stata realizzata da ingegneri esperti con oltre 20 anni di esperienza nella consulenza e nella formazione di utilizzatori di software di calcolo con gli elementi finiti.
Per chi è pensata la guida?
Il documento è stato scritto avendo presenti le esigenze sia del progettista meccanico, che ha confidenza con il CAD 3D e con i software di analisi integrati, che quelle dell’utilizzatore di solutori FEM indipendenti.
Perché è stata realizzata la guida?
Questo documento è la sintesi di una serie di seminari che abbiamo tenuto qualche mese fa. Abbiamo pensato di riorganizzare i contenuti in questa guida, per aiutare gli ingegneri a orientarsi nei meandri dell’analisi FEM non lineare. Questo è un piccolo contributo che SmartCAE offre gratuitamente per accrescere la cultura della simulazione CAE in Italia.
Perché dovrei leggere la guida?
I codici di simulazione stanno evolvendo, mettendo a disposizione dei progettisti funzionalità che una volta erano appannaggio soltanto dei software più costosi e complessi. Leggendo questa guida potrai rimanere aggiornato sui trend della simulazione con gli elementi finiti e apprendere nuove nozioni su quello che si è in grado di fare oggi con la simulazione FEM.
Posso scaricare la guida e leggerla più tardi?
Ci fa piacere che tu l'abbia chiesto! Si, puoi scaricare il documento e leggerlo quando vuoi. E' sufficiente che tu apra questo link e inserisca i dati nel modulo. Riceverai per email la versione PDF della guida e potrai stamparla, condividerla con i colleghi e leggerla quando meglio credi.
Posso eseguire calcoli non lineari adesso?
Certamente! Vai in questa pagina e scarica la versione di prova di Femap, il software di analisi ad elementi finiti che è stato utilizzato per preparare la guida. Dopo aver letto la guida, avrai le idee più chiare su come creare modelli FEM non lineari mettendo in pratica quello che hai appreso.
Ecco l'opinione di chi l'ha già letto...
Complimenti per la guida! L'ho trovata molto completa e gli esempi e le illustrazioni molto chiare e valide.
Fabio Carucci Mechanical Designer - FEM Analyst Carbon Mind srl
Non sono un esperto di analisi non lineari, e la guida mi ha fornito una buona panoramica: il testo è scorrevole e gli esempi mostrati sono molto chiari e immediati.
Marco G. Ingegnere
Ritengo che i contenuti tecnici espressi nella guida rispondano in maniera appropriata sia alle esigenze di chi sia avvicina per la prima volta alla tematica dell’analisi non lineare, sia a quelle di chi ha già trattano tale tematica, chiarendo molto bene gli aspetti chiave.
Carmelo di Castri Ph.D. in Ingegneria Meccanica
Ho scaricato il documento per una mia curiosità personale rispetto ai sistemi non lineari (di cui ho scarsa conoscenza) e alla modellazione numerica (di cui mi occupo ma in altri frangenti rispetto a quelli trattati). Nonostante non abbia competenze specifiche per nessuno degli esempi riportati, di ciascuno ho apprezzato la chiarezza e la pertinenza.
Gabriele Gangale, Ph.D. Project Manager Worgas Bruciatori S.r.l.
L'impaginazione è sobria e l'uso di tabelle, in perfetto stile ingegneristico, riassume i concetti in modo chiaro. Gli esempi sono basilari, utilissimi per capire e fissare i concetti. La cosa che mi è piaciuta di più è la completezza rispetto alla sinteticità della guida.
Alessio Canuto Ingegnere Meccanico
Ho letto la guida e mi è sembrata interessante. Gli esempi son abbastanza chiari, calzanti e riflettono situazioni comuni nella pratica. La guida è immediatamente fruibile ed è scritta in maniera scorrevole. Per questo motivo la giudico di grande utilità, soprattutto per chi si affaccia a queste tematiche per le prime volte.
G.P. Ingegnere
Sei pronto per la lettura?
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