Analisi FEM Statica (Lineare e Non Lineare)
La gran parte dei dimensionamenti strutturali, sia in campo meccanico che in altri settori dell’ingegneria, vengono ricondotti a calcoli di tipo statico, almeno in fase di validazione preliminare, ossia calcoli strutturali della condizione di equilibrio stazionario tra carichi esterni (forze, pressioni, temperature, campi di accelerazione uniforme, etc.) e lo stato di deformazione del sistema in esame. L’analisi statica lineare rappresenta tipicamente il primo gradino nella scala di complicazione di una attività di simulazione agli elementi finiti.
Spesso però accade che per comprendere a fondo il comportamento di un sistema meccanico fisico, e quindi per poterne gestire le modalità di failure e ottimizzare la progettazione, sia necessario tenere in conto di fenomeni, come in contatto tra le parti, la plasticizzazione, il post-buckling, che per essere trattati richiedono l’abbandono dell’ipotesi di linearità.
Il calcolo non lineare, pur essendo una disciplina che richiede un background culturale completo all’analista e strumenti software di analisi adeguati, è via via sempre più necessario per portare al massimo grado di sviluppo la prototipazione virtuale di strutture complesse.
SmartCAE ha una notevole esperienza nella conduzione di calcoli altamente non-lineari, sia in presenza di grandi spostamenti e deformazioni, che dovuto a contatto tra parti, che a nonlinearità associate al materiale.
Esempi di problemi classici dell’ingegneria che richiedono un approccio numerico non-lineare sono numerosi:
- progettazione di accoppiamenti tra le parti (flangiature, imbullonamenti, collegamenti albero-mozzo, ruote dentate, etc.);
- progettazione in campo non-lineare del materiale (plasticizzazioni locali o estese di materiali metallici – es. shakedown – simulazione di particolari in gomma come guarnizioni, silent-block, shock absorbers, pneumatici, simulazione del danneggiamento progressivo di materiali compositi, etc.);
- progettazione in presenza di grandi spostamenti (tenso-strutture, membrane, trattazione di problemi post-instabilità, simulazione di cinematismi, etc.).
