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Titolo: Problema di modellazione

Buon giorno a tutti, vorrei approfittare di chiunque possa aiutarmi a
risolvere il problema che mi si e' presentato.
Devo modellare un particolare agli elementi finiti il programma che sto
usando e' straus7, il particolare (da notare che sono anni che e' in
produzione e funziona egregiamente) e' di alluminio ha un piano di simmetria
in pratica e' una L che lavora rimanendo saldata alle estremita' sul lato
lungo della L ed il carico viene applicato alla estremita' del lato corto
della L.
Ora io ho modellato la geometria con elementi brick ho modellato una
saldatura e vincolata sui nodi estremi ho caricato i nodi liberi ed ho dato
vincoli di simmetria alla sezione libera.
Quando vado ad analizzare la struttura mi spara delle tensioni in
corrispondenza delle saldature dell'ordine dei 600 MPa, accertato che questo
non e' possibile come ho detto sopra il particolare e' in uso gia da anni in
questa configurazione e non ha mai dato nessun problema mi e quindi vi
chiedo in che modo posso affinare la analisi per evitare di avere risultati
tanto strampalati?
Qualcuno ha gia' avuto esperienze in merito a calcoli ad elementi finiti con
pezzi saldati?
Grazie a chiounque avra' la pazienza di leggere tutto ed aiutarmi a
risolvere questo problema.
Ciao
-- 
Dott. Ing. Andrea Baraldi

 corrispondenza delle saldature dell'ordine dei 600 MPa 
[cut]
 
Per prima cosa: che tipo di brick hai usato? 8 nodi o 20 nodi? sono brick a 
otto facce, (esaedrici) o a 4 facce (tetraedrici)?
Quanti brick ci sono lungo lo spessore del pezzo? 
Se usi tetraedri lineari, senza nodi intermedi, ti ci vorranno molti 
elementi lungo lo spessore, altrimenti quello che ottieni sono numeri senza 
alcun valore. Questo perchè i brick non parabolici assumono un campo di 
spostamenti lineare lungo lo spessore. Le deformazioni, e quindi gli 
sforzi, si ottengono derivando gli spostamenti: derivando una funzione 
lineare ottengo una costante, quindi gli sforzi sono costanti lungo 
l'elemento. 
Nel caso della flessione gli sforzi variano come minimo linearmente lungo 
lo spessore per cui un elemento lineare non "acchiappa" lo stato di sforzo 
reale. I numeri che otterrai sono al più buoni per essere giocati al 
superenalotto. (Nota che gli SPOSTAMENTI ottenuti invece possono essere più 
realistici)
 
Le cose migliorano se usi elementi parabolici (con i nodi intermedi cioè) , 
e soprattutto se passi a brick esadrici, cosa che sembrerebbe facile se la 
geometria è una semplice L. (non conosco il programma che usi, io ho usato 
Ansys, Algor, Nastran+Femap)
Ciò premesso, passiamo al sodo :)
Suppongo tu abbia usato un modello lineare del materiale. Quale è la 
sollecitazione di snervamento dell'alluminio che trovi? Credo che sia ben 
inferiore ai 600 MPa che trovi. Quindi i valori che trovi nella FEA sono 
"fittizi" in quanto il materiale non è in grado di raggiungere quella 
situazione. 
Se sappiamo che il pezzo in realtà funge bene, allora probabilmente le 
sollecitazioni che trovi sono di natura secondaria, dovute nel tuo caso 
all'effetto di vincolo. Sempre che questi 600 MPa siano localizzati in una 
area ristretta, dovuti ad incastri o a dilatazioni impedite.
E' un po' lungo spiegarti il concetto di sforzo secondario, se ti interessa 
dai un'occhiata a questo sito: 
http://ped.eurodyn.com/jrc/jrc_design.html
(specie al par 2.1) E' fatto per strutture in pressione, ma è interessante 
comunque
Diciamo a grandi linee e semplificando magari un po' troppo, che certi tipi 
di sforzo , definiti come secondari.
In queste situazioni il pericolo di rottura non è il collasso plastico 
della struttura, perchè snervamenti locali arrivano ad equilibrare il 
carico, ma la rottura per fatica, cioè per applicazioni ripetute nel tempo 
dello stesso carico. Anche la grandezza indice del pericolo muta, bisogna 
tenere sottocchio la deformazione plastica, e il valore residuo a carico 
rimosso.
Si dimostra che se gli sforzi ottenuti per base elastica sono inferiori o 
uguali al DOPPIO dello sforzo di snervamento (si, il doppio!),  in queste 
condizioni si raggiunge una situazione detta di shakedown, per la quale la 
struttura è in grado di sopportare il carico applicato per un numero 
indefinito di cicli. 
Se si supera il doppio dello sforzo di snervamento, allora c'è il rischio 
di passare ad una situazione detta di "ratcheting" in cui la deformazione 
plastica si propaga nella struttura col tempo, sino ad arrivare a collasso.
Una analisi lineare elastica non ci assicura più la tenuta della struttura, 
bisogna usare un modello elastoplastico.
Spero di non averti confuso le idee, ma volevo far capire che fare un 
modello agli elementi finiti è un conto, interpretarne i risultati è 
materia decisamente più complessa e delicata.
Se vuoi approfondire, oltre al sito già citato, cerca materiale su questi 
argomenti:
Primary and Secondary Stress
Shakedown, Ratcheting
Melan's Theorem
E leggi queste norme:
ASME Stress Classification ( ASME Section VIII Div 2, Appendix 4 "Mandatory 
design basis on Stress Analyis)
EN 13554 (Unfired Pressure Vessel, Cap 4, design)
Spero di esserti stato utile
-- 
Call Me Ishmael

 brick a otto facce, (esaedrici) 
          ^^^^
ovviamente intendevo a SEI facce, non sghignazzate :)
-- 
Ishmael (che deve farsi un caffè, a questo punto)

 Quanti brick ci sono lungo lo spessore del pezzo?
Gli spessori vanno da 5 a 20 mm ed ho usato da 1 a 3 elementi lungo lo
spessore del pezzo.
Ti ringrazio tanto per la esauriente spiegazione, adesso mi leggo un po di
materiale che mi hai consigliato, cosi' da avere un po' piu' di
consapevolezza di cio' che faccio.
Ho preso il libro "la progettazione strutturale con il calcolatore" di
Claudio Gianini lo conosci cosa ne pensi?


 Claudio Gianini lo conosci cosa ne pensi?
non lo conosco, sorry :(

 andar meglio. Non hai provato con gli shell?
in che senso? Come faccio a meshare un solido con degli shell?


 
devi creare una superficie sul piano medio del solido e poi mesharla. 
Con Femap la puoi estrarre in automatico, (per geometrie non eccessivamente 
complicate). Con altri software l'unica è ricrearti questa superficie a mano.
-- 
Call Me Ishmael