Quando l’analisi diventa non lineare

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 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.
 

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.

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.

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 forze (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 stress-softening).
Come partecipare ai seminari
Gli eventi sono gratuiti e le iscrizioni sono aperte a tutti. Ciascun episodio sarà formato da una prima parte di trattazione teorica, dove verranno indicate le implicazioni pratiche di ciascun fenomeno. Le spiegazioni saranno coadiuvate da una serie di esempi dal vivo per consolidare i concetti appresi. Seguirà una sessione di domande e risposte nella quale gli esperti di SmartCAE risponderanno ai quesiti dei partecipanti. È possibile iscriversi ai seminari attraverso la seguente pagina:
www.smartcae.com/webinar

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