Author Topic: SIMULAZIONE MECCANICA PLASTICA CON ANALISI ELASTICA  (Read 5149 times)

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Offline Betoniera

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SIMULAZIONE MECCANICA PLASTICA CON ANALISI ELASTICA
« on: 19 December , 2009, 00:04:15 AM »
E’ POSSIBILE SIMULARE UN PEZZO MECCANICO IN COMPO PLASTICO UTILIZZANDO L’ANALISI ELASTICA?

Mi è stato chiesto da una ditta produttrice di alluminio di calcolare la tensione corrispondete alla deformazione plastica del 5%, 10%, 15% e 20% di un cilindretto di alluminio. Il carico è una pressione radiale inclinata di 15 gradi sul bordo laterale esterno.



Il materiale alluminio AW 6082 ha snervamento a 1250 kg/cm2 e rottura a 2250 kg/cm2.
E’ un materiale molto duttile perché si snerva con deformazione allo 0,2% e si rompe al 20%. Il modulo elastico è 700000 kg/cm2.

La prima considerazione è che con deformazioni così elevate, superiori allo 0,2%, portano il materiale in campo plastico.
Per l'analisi non è più possibile utilizzare l'analisi elastica.
Il problema non è più lineare.
Occorre inserire nel programma la curva plastica del materiale ed effettuare una analisi non lineare per successivi step.
Ansys che queste cose dovrebbe farle ed io Le stò sperimentando.
Tuttavia mi sono chiesto se in qualche modo è possibile utilizzare ancora l’analisi elastica per risolvere questo tipo di problema.
Questo perchè l'analisi plastica è lunghissima, presenta non pochi dubbi, ed è difficle da gestire.
Ci ho pensato ed ho elaborato questa procedura per poter ricondurre il problema plastico ad una semplice analisi elastica.

L'idea è quella di approssimare la curva tensioni-deformazioni con delle rette e di considerare ogni tratto di retta come materiale elastico-lineare. Nell’esempio qui sotto considero, per semplicità, la curva sforzi-deformazioni com eformata da 2 rette (Bilatera), ma il ragionamento vale anche per più lati.
 


 
Il tratto elastico va dalla tensione 0-1250 kg/cm2  con deformazione 0-0,2%
Il tratto plastico va dalla tensione 1250-2250 kg/cm2 con deformazione 0,2-20%
Quello che cambia nei due tratti di grafico è la pendenza della retta, cioè il modulo elastico.
Nel primo tratto il materiale ha E=700000 kg/cm2 nel secondo tratto E=1000/0,2 = 5000 kg/cm2.
Allora posso considerare il secondo tratto del grafico ancora come elastico lineare a condizione di utilizzare il modulo elastico ridotto di 5000.
In pratica traslo il digramma lineare sul secondo tratto rettilineo è faccio una analisi elastica non partendo da 0 ma partendo da deformazione 0,2% e tensione 1250 kg/cm2 con modulo elastico 5000 kg/cm2.
Dalla analisi otterrò la sola deformata del settore plastico e la sola tensione plastica.

Ad esempio per ottenere la deformata plastica al 20%



Ottengo la tensione plastica di



A questo punto se voglio la deformata totale aggiungerò la deformata elastica 20+0,2=20,2%
Se voglio la tensione totale 1000+1250 = 2250 kg/cm2

L’approssimazione della curva del materiale con più di 2 lati non è un problema basta porsi nella deformazione voluta e calcolare il nuovo modulo elastico.
In sostanza, con questo modo si è ricondotto un complesso problema non lineare ad uno schema più semplice.
Credo di avere ragionato un po’ fuori dagli schemi, un po’ fuori dal comune, un po’ fuori dalle convenzioni, un po’ fuori di testa.
Che ne dite?
Ciao a tutti Betoniera
 
« Last Edit: 19 December , 2009, 23:32:44 PM by Betoniera »

Offline Gilean

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Re:SIMULAZIONE MECCANICA PLASTICA CON ANALISI ELASTICA
« Reply #1 on: 19 December , 2009, 00:10:50 AM »
beto mi sa che hai ancora problemini con le figure: a questo punto mi sono permesso di disabilitarti il wysiwyg editor del tuo profilo, in modo che il pulsante "add image" che vedi in ogni topic torni a funzionare. Se vuoi edita questo post e reinserisci le figure che ora dovrebbero andare.
Il calcolo è come la pelle delle @@, lo tiri dove vuoi tu.
Esempio di programmazione a Loop:
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Offline Betoniera

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Re:SIMULAZIONE MECCANICA PLASTICA CON ANALISI ELASTICA
« Reply #2 on: 19 December , 2009, 00:22:01 AM »
Ciao Gilean, perchè le immagini non si ingrandiscono cliccandoci sopra?
Me le puoi mettere a posto tu?
ciao

Offline ferrarialberto

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Re:SIMULAZIONE MECCANICA PLASTICA CON ANALISI ELASTICA
« Reply #3 on: 19 December , 2009, 10:05:06 AM »
...

L’approssimazione della curva del materiale con più di 2 lati non è un problema basta porsi nella deformazione voluta e calcolare il nuovo modulo elastico.
In sostanza, con questo modo si è ricondotto un complesso problema non lineare ad uno schema più semplice.
Credo di avere ragionato un po’ fuori dagli schemi, un po’ fuori dal comune, un po’ fuori dalle convenzioni, un po’ fuori di testa.
Che ne dite?
Ciao a tutti Betoniera


 Ciao Betoniera,
   la procedura che hai descritto è corretta. L'analisi plastica si affronta step by step, come hai descritto tu.

Ciao.
ing. FERRARI Alberto - www.ferrarialberto.it

Offline Gilean

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Re:SIMULAZIONE MECCANICA PLASTICA CON ANALISI ELASTICA
« Reply #4 on: 19 December , 2009, 10:21:19 AM »
Ciao Gilean, perchè le immagini non si ingrandiscono cliccandoci sopra?
Me le puoi mettere a posto tu?
ciao


Beto passami le immagini anche mettendole su box shared o altro e te le sistemo io. Cmq la procedura e' quella, basta solo cliccare su add image, scegliere family safe e cliccare su ok, lui inserisce il link alle immagini sempre come ultima parte del post.


p.s. cmq vedo che nel post su robot hai inserito l'immagine correttamente.
« Last Edit: 19 December , 2009, 10:51:12 AM by Gilean »
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Offline Betoniera

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Re:SIMULAZIONE MECCANICA PLASTICA CON ANALISI ELASTICA
« Reply #5 on: 19 December , 2009, 23:44:45 PM »
Ciao Gilean, le ho sistemate io le immagini.
C'è il problema che le immagini vengono inserite in basso. Non si riesce poi a spostarle in alto. se si fa copia e incolla perdono la proprietà dell'ingrandimento con doppio clik.
Se invece si fa taglia e incolla, allora va bene.
Se si cerca di selezionare l'indirizzo URL per poterlo spostare, non si riesce: la selezione salta all'inizio del testo.
Non sarebbe più semplice inserire dove c'è il cursore e non in fondo al testo?. Sarebbe più semplice per quelli che hanno necessità di inserire immagini in un punto qualsiasi del testo. Prova a sperimentare, altrimenti va bene anche così.
Anche se, ormai ci sono abituato, sono sempre affascinato dai bei modelli che restituisce Ansys. Volevo farli vedere anche agli altri colleghi.
Ho notato che sono diventato "novizio del forum" (prima ero neo-ingegnere). Bene, farò ancora un pò di clausura sul tuo forum poi mi darai un più alto titolo nobiliare.
Anche il mio Karma (sharm?) è aumentato a +3. Non sono affascinante come Lisa (+6) ma mi difendo.
Ciao
« Last Edit: 19 December , 2009, 23:59:35 PM by Betoniera »

Offline Gilean

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Re:SIMULAZIONE MECCANICA PLASTICA CON ANALISI ELASTICA
« Reply #6 on: 20 December , 2009, 00:05:06 AM »
Ciao beto, l'add image serve per inserire immagini nei post. che le inserisca sempre in fondo è una prerogativa di una funzione di smf, che non penso verrà modificata, ne io onestamente ho il tempo di fare. ti conviene seguire la via del taglia-incolla (anche il copia incolla vabene, se copi-incolli TUTTI i tag dell'immagine). Come noti è una funzione molto comoda per evitare di andare in altri siti, inserire immagini, tornare in questo e reinserire il codice.

I gradi sono stati modificati su suggerimento di Lisa, la quale effettivamente mi ha fatto notare che quei "soprannomi" potevano destare confusione. Il karma infine viene attribuito dai colleghi che ti ritengono un utente valido o meno in questo forum. E direi che stai prendendo la strada giusta :)
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Re:SIMULAZIONE MECCANICA PLASTICA CON ANALISI ELASTICA
« Reply #7 on: 18 January , 2010, 18:14:51 PM »
Ritorno sull'argomento per presentare una interessante simulazione plastica animata eseguita con Ansys considerando due pezzi solidi che si compenetrano.
E' una simulazione un pò fuori dalla norma.

sopra c'è l'immagine.
Sotto trovate il file avi.




http://yfrog.us/89estrusoecuneo3z

<embed src="http://img297.imageshack.us/flvplayer.swf?f=Mestrusoecuneo3" width="640" height="380" allowFullScreen="true" wmode="transparent" type="application/x-shockwave-flash"/>

La prova è quella di un cuneo di acciaio che penetra in un cilindro di alluminio.
Faccio notare come quando il cuneo si ritrae, il cilindro resta deformato permanentemente, come del resto avviene nella realtà.
Le potenzialità di Ansys sono notevoli. Continuerò a sperimentare. Se poi la cosa interessa torneremo sull'argomento con qualche dettagio in più su come è stata simulata la dinamica. Man mano che imparo qualcosa di nuovo, lo condivido.

Ciao a tutti

« Last Edit: 18 January , 2010, 18:37:54 PM by Betoniera »

 

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