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3D Structural Mechanics Module

A cura di Marco De Angelis

3D STRUCTURAL MECHANICS MODULE

Gradi di libertà del sistema

I gradi di libertà nella modalità applicazione, coincidono con gli spostamenF globali u, v e w. Nel Solid Stress Strain si studiano gli spostamenF, le tensioni e le deformazioni in un corpo 3D

Tali quanFtà si oIengono applicando i carichi e assegnando le condizioni di vincolo

Geometria: Si usa Draw -‐> Block per disegnare un prisma di dimensioni 1m x 1m x 0.1m. L’origine del riferimento si prende in uno spigolo all’altezza del piano medio di riferimento del prisma.

LaF del prisma

StrumenF di disegno

Da Physics è possibile accedere ai comandi per modificare i parametri che il programma aIribuisce al corpo in automaFco Si possono modificare i parametri definiF all’interno del corpo (Ω), scegliendo “Subdomain Se^ngs”, oppure si possono modificare i parametri che descrivono le grandezze sulla fronFera del corpo, in tal caso si sceglie: “Boundary Se^ngs”, per le fronFere Fpo superficie (∂Ω)

“Edge Se^ngs”, per le fronFere Fpo linea (∂ 2 Ω)

“Point Se^ngs”, per le fronFere Fpo punto (∂ 3 Ω)

STRUCTURAL MECHANICS MODULE

Applicazione del carico per unità di superficie: da Physics -‐> Boundary Se^ngs, selezionare la faccia del prisma da caricare e inserire il valore del carico, in questo caso si applica un carico uniforme di q = 2.0 kN/m2

Assegnazione delle condizioni di vincolo: Si vuole vincolare la piastra ai laF con appoggi semplici, i quali devono permeIere la rotazione delle facce laterali. Si creano quaIro linee di contorno a livello del piano medio alle quali viene imposta la nullità degli spostamenF u,v e w.

LINE 1 -‐ x0 = 0 , x1 = 1 y0 = 0, y1 = 0 z0 = 0, z1 = 0

LINE 2 -‐ x0 = 0 , x1 = 1 y0 = 1, y1 = 1 z0 = 0, z1 = 0

LINE 3 -‐ x0 = 0 , x1 = 0 y0 = 0, y1 = 1 z0 = 0, z1 = 0

LINE 4 -‐ x0 = 1 , x1 = 1 y0 = 0, y1 = 1 z0 = 0, z1 = 0

u = 0 v = 0 w = 0

Valori dello spostamento imposto

Creazione delle variaibili: Più variabili sono contenute all’interno del modulo, in una libreria a cui si accede aIraverso Physics -‐> EquaFon System -‐> Subdomain Se^ngs. Qui si trovano le variabili definite all’interno del corpo. TuIe le grandezze si esprimono in funzione delle variabili principali e delle costanF di elasFcità del materiale.

Creazione delle variabili: Nuove variabili possono essere create da OpFons -‐> Expressions -‐> Global Expressions, anche esprimendole in funzione delle variabili già definite

Divergenza del tensore di sforzo

div S = (div S)x ex+ (div S)y ey + (div S)z ez

(div S)x = ∂σx/∂x + ∂τxy/∂y + ∂τxz/∂z

div_Sx = diff(sx_smsld,x)+diff(sxy_smsld,y)+diff(sxz_smsld,z)

Subdomain Plot Spostamento Totale

Subdomain Plot Tensione di Von Mises

Subdomain Plot Densità di Energia Elas6ca

3D STRUCTURAL MECHANICS MODULE Slice Plot Tensione Normale σy Tensione Tangenziale τxy

Numero di superfici/livelli orientate secondo gli assi coordinaF su cui visualizzare i risultaF del plot

Componen6 Diagonali del Deviatore di Sforzo Slice Plot

Arrow Plot Prima Tensione Principale σI Seconda Tensione Principale σII Terza Tensione Principale σIII

σII σIII

Streamline Plot Prima Tensione Principale σI Seconda Tensione Principale σII

Cross -‐ SecFon Plot Parameters Tensione di Von Mises Spostamento Totale

Cross -‐ SecFon Plot Parameters Densità di Energia Elas6ca Tensione Normale σy

Cross -‐ SecFon Plot Parameters Tensione normale σy

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