Calcolo strutturale

Mesh
Mesh

Il calcolo e l’analisi strutturale con il metodo degli elementi finiti (FEM) sono le attività principali di CAEdevice. Dal 2001 CAEdevice ha sviluppato competenze nell’uso dei più diffusi software di analisi strutturale FEM: Nastran, ProMechanica, Creo Simulate, SolidWorks Simulation, Midas FX.

L’analisi strutturale può essere di tipo statico lineare, simulare di contatti e deformazioni plastiche, simulare vibrazioni, modi di vibrare e frequenze proprie, rappresentare gli effetti di stress termici (saldatura, calettamento, transizione termica, …). La simulazione strutturale permette di ridurre i costi e i tempi della fase di progettazione, riducendo la necessità di prove sperimentali.

La simulazione strutturale integrata all’attività di progettazione viene gestita con software Creo Simulate dal partner MP – Progettazione Meccanica, mentre la simulazione avanzata (crash test, grandi deformazioni plastiche) viene affrontata degli ingegneri di E-FEM, principalmente con il software Midas FX. Nella sezione “Rete” si trovano maggiori informazioni sui tecnici e gli studi del network CAEdevice.

Post-processing in ambiente Creo Simulate (ProMechanica)
Post-processing in ambiente Creo Simulate (ProMechanica)

Quando il calcolo strutturale è rivolto alla verifica di progetti esistenti, solitamente viene affrontato simulando le configurazioni di carico e di vincolo descritte dalle normative (per esempio la normativa UNI EN 13155 per gli apparecchi di sollevamento). In questo modo è possibile individuare le aree in cui le sollecitazioni o gli spostamenti non sono conformi alla normativa.

Ambiente di modellazione CAD/FEM integrato
Ambiente di modellazione CAD/FEM integrato

In altri casi la simulazione FEM viene svolta contestualmente alla progettazione, che viene guidata dall’analisi FEM in corso d’opera. In questo sono preferibili strumenti di simulazione integrati nell’ambiente CAD (Come Creo Simulate) che permettono non solamente di lavorare con maggiore efficienza e velocità, ma anche di servirsi di algoritmi di ottimizzazione geometrica guidata dall’analisi FEM per l’ottimizzazione dei parametri geometrici (massa, spessori, raccordi, saldature, …).

Analisi FEM - risposta in frequenza
Analisi strutturale dinamica (risposta in frequenza) del meccanismo di movimentazione del premistoffa e degli aghi appartenente a una macchina per tessitura.

Le analisi di tipo dinamico (“risposta in frequenza”, “analisi modale”, “risposta a un urto”, … ) servono a descrivere il comportamento di una macchina o di un componente in condizioni di carico e vincolo variabili nel tempo. Molto spesso la presenza di risonanze può rendere critica la resistenza di un particolare che appare correttamente dimensionato se verificato solo staticamente.

Nel caso di grandi deformazioni plastiche (es. lavorazione per piegatura di piastre o tubi) oppure quando le deformazioni plastiche sono associate a una velocità di deformazione significativa, si rende necessario l’uso di software con una soluzione di tipo “esplicito”, che consente, nei caso più complesso, di simulare un “crash test”.