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3D Structural Mechanics Module
A cura di Marco De Angelis
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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
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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.
3D STRUCTURAL MECHANICS MODULE
LaF del prisma
StrumenF di disegno
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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)
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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
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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.
3D STRUCTURAL MECHANICS MODULE
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
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3D STRUCTURAL MECHANICS MODULE
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.
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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)
3D STRUCTURAL MECHANICS MODULE
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Subdomain Plot Spostamento Totale
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Subdomain Plot Tensione di Von Mises
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Subdomain Plot Densità di Energia Elas6ca
3D STRUCTURAL MECHANICS MODULE
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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
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Componen6 Diagonali del Deviatore di Sforzo Slice Plot
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3D STRUCTURAL MECHANICS MODULE
Arrow Plot Prima Tensione Principale σI Seconda Tensione Principale σII Terza Tensione Principale σIII
σI
σII σIII
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3D STRUCTURAL MECHANICS MODULE
Streamline Plot Prima Tensione Principale σI Seconda Tensione Principale σII
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3D STRUCTURAL MECHANICS MODULE
Cross -‐ SecFon Plot Parameters Tensione di Von Mises Spostamento Totale
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3D STRUCTURAL MECHANICS MODULE
Cross -‐ SecFon Plot Parameters Densità di Energia Elas6ca Tensione Normale σy
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3D STRUCTURAL MECHANICS MODULE
Cross -‐ SecFon Plot Parameters Tensione normale σy