Tubo elastoplastico

Prendo il file con il modello del tubo elastoplastico della lezione scorsa e lo apro in Marc. tubo assialsimmetrico elastoplastico

MATERIAL PROPERTIES –> MATERIAL PROPERTIES –> STRUCTURAL in Data Categories –> PLASTICITY PROPERTIES e andiamo a controllare che il Yield Stress sia 110. Il codice nel diagramma sforzo-deformazione del materiale considera un diagramma equivalente e non quello reale in cui si considera soltanto la deformazione plastica e non quella elastica.

Torno al menú iniziale LOADCASES –> PROPERTIES –> CONVERGENCE TESTING ´E richiesta una convergenza dell'1 per 1000, quindi la tolleranza sullo spostamento relativo é di 1 millesimo. Il tubo elastoplastico é stato composto da 3 fasi di caricamento:

Carico
Scarico
Ricarico fino a Esplosione

Andiamo ora a fare i calcoli, quindi torniamo al menù principale JOBS –> RUN –> SUBMIT(1)

Una volta risolti i calcoli apriamo i risultati OPEN POST FILE. Nel menù SCALAR PLOT apro SCALAR e vado a selezionare Equivalent Von Mises Stress. Seleziono CONTOUR BANDS. Dai risultati abbiamo notato che le 3 fasi di caricamento e scaricamento sono state effettuate in 135 incrementi, visualizzatili in ordine attraverso il tasto NEXT

Si va ora a definire la scala di Von Mises SCALAR PLOT –> SETTINGS seleziono MANUAL e definisco la scala da 0 a 110

rimanendo sempre nel menú SCALAR PLOT –> SETTINGS vado in EXTRAPOLATION e seleziono TRANSLATE e OFF

Ricambio la scala che invece che da 0 a 110 vada da 0 a 109.9 poi RETURN –> REWIND Progredendo con gli incrementi noto che quando concludo la fase di scaricamento, prima che inizi la fase di ricaricamento mi rimangono delle tensioni residue all'interno del tubo (incremento 84 circa).

Quando il tubo diventa completamente grigio chiaro, significa che é completamente snervato e lo notiamo all'incremento 134.

se voglio analizzare l'andamento dello stato in uno o più nodi HISTORY PLOT –> SET LOCATION e seleziono il nodo in basso a sinistra e poi quello in basso a destra del tubo (nodo 5 e 7). Successivamente premo END LIST e ALL INCS in modo che consideri tutti i nodi tra i due selezionati.

ADD CURVES –> SINGLE LOCATION –> NODE 5 nel menú Variables at Location seleziono Equivalent of total Strain per l'asse X e Equivalent Von Mises Stress per l'asse Y, e successivamente premo sul tasto FIT

cambio ora la scala per riuscire a vedere meglio la struttura del grafico, torno al menù HISTORY PLOT e in LIMITS definisco l'asse X che mostri i valori che vanno da 0 a 0.005. Inoltre chiedo di non mostrarmi tutti i nodi ma soltanto ogni 10, quindi in SHOW IDS inserisco il numero 10.

Tra 80 e 90 la curva scende perché ho una composizione di più stati tensioni: una di pressurizzazione e una di tensione residue. La funzione non é definita da una retta ma da una curva, perché´ la Von Mises non é una funzione lineare dello stato tensione. Il principio di sovrapposizione degli effetti non vale con la Von Mises, perché può essere applicato solamente a funzioni lineari.

Inserisco nel diagramma anche altre funzioni: ADD CURVES –> SINGLE LOCATION –> NODE 5 nel menú Variables at Location seleziono Comp 33 of Total Strain per l'asse X e Comp 33 of Stress per l'asse Y.

Successivamente aggiungo anche una terza curva: ADD CURVES –> SINGLE LOCATION –> NODE 5 nel menú Variables at Location seleziono Comp 22 of Total Strain per l'asse X e Comp 22 of Stress per l'asse Y.

Risistemiamo la scala: in X da -0.005 a +0.005 in Y da -110 a +110

Piede di biella

Dal terminale: mentat2013.1 _ogl _glflush

Files –> Open –> biella (file sottostante).

geometria piede di biella

modello in tensione piana
spessore piede 12 mm
spessore tasca 6 mm
acciaio

Si calcoli le tensioni dovute al forzamento della bronzina montata in interferenza con il piede di biella, oltre a questo precarico indotto dalla bronzina esiste un carico ciclico. Il piede lavora con cicli di pressurizzazione alterno fra parte alta e parte bassa.

Si imposti un calcolo fra bronzina e piede.

Mesh generation

Automesh

Curve divisions –> target:0,5 – Apply curve divisions: all exist

Si fa una mesh tutta uguale anche se non sarebbe esattamente corretto perchè lavorano in modo diverso.

Curve division

input –> division –> #64

Apply curve division –> sulle due semicirconferenze

Mesh generation

Automesh

2Dplanar

quad mesh –> viene chiesta una lista di curve con contorno chiuso

end list

Tubo parete sottile con pressione esterna –> tensione circonferenziale uniforme

In basso in Automesh:

select

elements

store

nome: bronzina (premo invio)

chiede una lista –> All Visib

Si nasconde la bronzina mentre si fa la mesh sul piede

Visibility –> none (spuntato)

Ora non si ha la bronzina

Si procede con il piede

automesh

quad mesh + end list

Si sono creati tutti gli elementi del corpo piede in pieno spessore.

Select

Elements –> store –> new:piede ; quali elementi: All Visib

Visibility –> none (spuntato)

Anche per il piede si fa la stessa cosa.

Quad mesh

Contorno tasca

elements –> store

Si visualizza tutto tranne la bronzina.

Mesh generation

Sweep

Nodes

All Visib (importante non mettere All Exist altrimenti includerebbe anche la bronzina)

Converrebbe avere piede e bronzina su dei piani z differenti per facilitare la selezione dei punti di uno e dell'altro elemento. Siccome il modello è piano, lo scostamento su z è indifferente ai fini del calcolo.

Select

Visibility

All (spuntato)

Mesh generation

Move –> translation: (x=) 0 ; (y=) 0 ; (z=) 10

elements

set –> seleziono bronzina

Non lo lascia fare, bisogna andare a sganciarli

Mesh generation

Attach

Detach –> nodes (All Exist) ; edges (All Exist) ; faces (All Exist).

Si torna a:

Move

Elements

Set –> si seleziona la bronzina

Geometric Proprieties

New –> Strustural –> Planar

Proprietà –> thickness12

Elements –> Add –> Bronzina + Piede

Stessa cosa si esegue con una nuova geometria thickness6 cioè da 6mm a differenza della precedente che era da 12mm, come elento si associa la tasca.

Main menu

Material proprieties

New –> Structural

Name: Acciaio

- General –> 7.8e-09 mass density

- Structural –> Young:210000 ; Poisson:0.3

* Impostazione interferenza fra bronzina e piede di biella.

Si prende un corrispondente nodo sulla bronzina e sul piede, considero gli spostamenti (u), mi serve un sistema di riferimento.

Spostamento radiale del piede: up

Spostamento radiale bronzina: ub

up = ub + Δr

Dove non ha interesse il verso dello spostamento ma importante è soddisfare l'ugualiaza.

Select

Select by

nodes by crvs

Con Detach –> non funziona

Menu

Select

Method

curve distance (selezionato)

return

nodes –> si seleziona la curva

Si duplichi questi nodi a quota z=20

Mesh generation

Duplicate

Traslate: (x=) 0 ; (y=) 0 ; (z=) 20

All Select –> end list

Si torni al menu principali per andare a creare i links.

Main menu

Links

Servolinks

New

Nessun vincolo sugli spostamenti circonferenziali, si assume quindi assenza di attrito. Si lasci libero lo spostamento circonferenziale fra i due corpi. Si inventa un terzo nodo totalmente ausiliario, questo ha uno spostamento pari a uaux.

up = ub + Δr

up = ub + uaux

uaux = Δr

Si crea una corona di nodi ausiliari, dopodiche si imposta un servolink così da avere interferenza.

modello cattedra a fine lezione