Bloccaggi per interferenza

cacciatorino

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#1
Sto modellando un assieme soggetto a carichi esterni, e in cui alcuni dei componenti sono uniti fra loro per effetto di forzamento. Mi sembra ad occhio che il campo di tensioni provocate da questi forzamenti sia tale da essere quanto meno comparabile con quello prodotto dai carichi esterni, per cui mi sembra sbagliato trascurarlo.
come posso quindi simulare i bloccaggi per interferenza? Leggendo qua' e la' ho sentito dire che la cosa normale sarebbe applicare un delta-T ad una delle due parti fino ad ottenere l'effetto voluto. Io pero' non sono molto d'accordo perche' in questo modo imporrei una variazione dimensionale anche a zone del modello che non hanno a che vedere con il piantaggio (per esempio un perno molto lungo che e' inserito in un foro con interferenza solo per una parte della lunghezza).

Poi che tipo di vincolo conviene dare alla due superfici? Immagino che la quantomeno la mesh dovra' essere estremamente fitta se parliamo di interferenze di pochi decimi/centesimi....
 

Stefano_ME30

Guest
#2
Sto modellando un assieme soggetto a carichi esterni, e in cui alcuni dei componenti sono uniti fra loro per effetto di forzamento. Mi sembra ad occhio che il campo di tensioni provocate da questi forzamenti sia tale da essere quanto meno comparabile con quello prodotto dai carichi esterni, per cui mi sembra sbagliato trascurarlo.
come posso quindi simulare i bloccaggi per interferenza? Leggendo qua' e la' ho sentito dire che la cosa normale sarebbe applicare un delta-T ad una delle due parti fino ad ottenere l'effetto voluto. Io pero' non sono molto d'accordo perche' in questo modo imporrei una variazione dimensionale anche a zone del modello che non hanno a che vedere con il piantaggio (per esempio un perno molto lungo che e' inserito in un foro con interferenza solo per una parte della lunghezza).

Poi che tipo di vincolo conviene dare alla due superfici? Immagino che la quantomeno la mesh dovra' essere estremamente fitta se parliamo di interferenze di pochi decimi/centesimi....
Penso che una interferenza possa essere ben approssimata con una pressione sulla superficie interessata, il problema e' dare il giusto valore di compressione.
 

cacciatorino

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#3
Penso che una interferenza possa essere ben approssimata con una pressione sulla superficie interessata, il problema e' dare il giusto valore di compressione.
mi sa di no perche' in casi del genere si crea un equilibrio elastico fra i due corpi in base alla cedevolezza reciproca di ciascuno dei due e vattelappesca a capire dove si crea sto equilibrio!
 

Zaxxon

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#4
mi sa di no perche' in casi del genere si crea un equilibrio elastico fra i due corpi in base alla cedevolezza reciproca di ciascuno dei due e vattelappesca a capire dove si crea sto equilibrio!
Esatto,
infatti quello che faccio io è allargare il foro con un delta spostamento, inserire il perno e lasciare libero il foro finché non va in equilibrio sul perno! Voilà! :cool:
Ovvio che non è una procedura da usare sempre, io la uso solo in casi di fatica in quelle zone pre-stressate!

ZaxX
 

Stefano_ME30

Guest
#5
Forse non ho capito il problema.
Tu intendi simulare proprio lo sforzo di estrazione-calettamento oppure verificare solo il carico sulla superficie del pezzo?
 

cacciatorino

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#6
Forse non ho capito il problema.
Tu intendi simulare proprio lo sforzo di estrazione-calettamento oppure verificare solo il carico sulla superficie del pezzo?
La seconda che hai detto, cioe' avere un'idea dello stato tensionale una volta che l'accoppiamento e' stato eseguito e stabilizzato. Per esempio: se ho una spina D15 p6 e un foro D15 G7: che stato tensionale ho sulla spina e sulla flangia? Fregandomene per adesso del modo in cui li ho accoppiati.
 
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MacGG

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#7
Ciao cacciatorino,

con MD Nastran, o MSC.Nastran o MSC.Marc, tu modelli e fai la mesh sui componenti in interferenza, è il solver, al primo step d'integrazione, ti elimina l'interferenza (eventualmente setti la tolleranza con cui il solver deve andare a ricercare l'interferenza) e quindi applica tutti i carichi e i vincoli che hai imposto (vale sia per analisi statiche che dinamiche).

Ovviamente per cogliere l'interferenza, devi avere una grana di mesh adeguata nell'accoppiamento, altrimenti potresti anche usare le superfici interpolanti i nodi degli elementi in contatto (per calcoli ancora più accurati, a livello del contatto).

Ciao

MacGG
 

Matteo

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#8
Di solito per simulare le interferenza, lavoro con deformazioni termiche ottenute con "gradienti ad hoc", modellando le parti sui diametri nominali (questo velocizza la convergenza, perchè pèarti da una cofnigurazione già congruente): è una tencica che vale per tutti i codici FEM.
 

cacciatorino

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#9
Di solito per simulare le interferenza, lavoro con deformazioni termiche ottenute con "gradienti ad hoc", modellando le parti sui diametri nominali (questo velocizza la convergenza, perchè pèarti da una cofnigurazione già congruente): è una tencica che vale per tutti i codici FEM.
Si ma facciamo conto dell'esempio di figura, in quel modo tu imponi la dilatazione a tutto il solido, per esempio su tutta la lunghezza del foro, anche dove l'interferenza non c'e', ed anche in zone lontane dall'accoppiamento.
 

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Matteo

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#10
Si ma facciamo conto dell'esempio di figura, in quel modo tu imponi la dilatazione a tutto il solido, per esempio su tutta la lunghezza del foro, anche dove l'interferenza non c'e', ed anche in zone lontane dall'accoppiamento.
Poniamo di voler simulare una interferenza sul dimatro di 2/100 di mm. Modello tutto sulle quote nominali e assegno un dT di 1K. Poi assegno un coefficiente di dilatazione termica (eventualemente con criteri ortotropi) che realizzi una dilatazione di 2/100 dell'albero ( o contrazione analoga del foro). Nella parte in cui non c'è contatto non succede nulla, semplicemente le due geometrie si "modificano" raggiungendo una configurazione finale congruente. Non so se ho capito bene la tua domanda :confused:

EDIT: Forse ho capito: si, si pone il problema degli effetti che questa deformazione può provocare nelle altre zone. Di solito cerco di ovviare con un sistema di vincoli opportuno oppure definendo i parametri termici come "ortotropi" in modo da controllare la direzione della deformazione.
 

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#11
con Ansys.Mechanical lo fai senza problemi alla prima iterata...anzi lo fa prima che lo pensi...
ps: sì sono polemico stasera...

/fine polemica



una cosa così? le due parti erano interferenti e sono risolte in automatico...poi per chi compenetra chi dipende...

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cacciatorino

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#12
una cosa così? le due parti erano interferenti e sono risolte in automatico...poi per chi compenetra chi dipende...

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Si una cosa del genere.
Hai usato una modellazione 2d? Soluzione non lineare con vincolo di contatto?
 

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#13
Si una cosa del genere.
Hai usato una modellazione 2d? Soluzione non lineare con vincolo di contatto?
si, il modello è assialsimmetrico per comodità...non ho un cad a casa, l'ho modellato nel modeler di ansys..ho impiegato di + a disegnare quelle 2 superfici che a lanciare la simulazione..

volendo puoi fare quello che vuoi, dipende dalla geometria..questo è il modelo simmetrico (ho fatto 2 revolute sugli sketch di prima)...



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Matteo

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#14
Anche ProM WF4 lo fa partendo dalla configurazione già in interferenza... però con modelli complicati i tempi di convergenza di questo metodo sono un po' più lunghi.
 

stevie

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#15
Non c'è bisogno di un fem per valutare lo stato tensionale dovuto al calettamento per interferenza, il problema si risolve analiticamente tenendo conto della deformazione indotta su albero e mozzo, in funzione del materiale (o materiali se i materiali sono diversi). Per farlo si valuta la deformazione circonferenziale indotta dal calettamento e si integrano le equazioni delle sollecitazioni circonferenziale e radiale. Se ho tempo cerco di mettere anche le funzioni già risolte.
 

cacciatorino

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#16
Non c'è bisogno di un fem per valutare lo stato tensionale dovuto al calettamento per interferenza, il problema si risolve analiticamente tenendo conto della deformazione indotta su albero e mozzo, in funzione del materiale (o materiali se i materiali sono diversi). Per farlo si valuta la deformazione circonferenziale indotta dal calettamento e si integrano le equazioni delle sollecitazioni circonferenziale e radiale. Se ho tempo cerco di mettere anche le funzioni già risolte.
Certo quando le cose sono semplici va bene la teoria, ma se il modello ha delle particolarita' (per esempio: una cava per linguetta in questo caso, oppure un piantaggio non completo in senso assiale) le cose si complicano parecchio. Senza contare che con il fem puoi anche tenere conto dello snervamento, con la teoria invece la vedo abbastanza difficile.
 

SOLID

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#17
con COSMOSWorks la condizione di forzamento si impone quando definisci i contatti.
 
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