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[Caso applicativo] Verifica di un tombino

SHIREN

MOD.Stampi e manuf.indust
Staff Forum
Professione: Perito Ind.mecc.MODELLI E ATTREZZATURE PER FONDERIE STAMPI-PROTOTIPI INDUSTRIALI
Software: "ah capa"
Regione: NAPOLI
#21
Oppure è caduto nel tombino che si è rotto :D
ciao matteo
ciao a tutti
e buona sera
fui/fummo invitati ad animare un attimo il forum
in effetti sono lusingato da tanto interesse
vorrei solo capire come fate a rispondere ai post in orari per me impensabili
allora in effetti uso cosmos
il coperchio in questione va caricato con un carico centrale con un pistone
che puo essere da diametro 250 con il perimetro o bordo di contatto
<= 3 mm
oppure pistone rettangolare 250x150 r3 (meglio il primo)
il carico deve essere distribuito uniformemente su tutta la superfice del punzone di prova
che a sua volta deve essere posizionato nel centro geometrico appropriato
bisogna misurare la misura della freccia residua del coperchio in seguito all'applicazione dei 2/3 del carico di prova(12500 Kg)
il carico deve essere applicato a una velocita compresa tra 1 KN/s e 5KN/s
questo per 5 cicli
e poi il carico viene rilasciato
per la classe b 125 la freccia residua ammissibile e'1/100 del dia.primitivo
che sarebbe l'interasse tra le due costole laterali
il fattore sicurezza non va applicato
il coperchio se si rompe a 12501 Kg e' omologato

questa e' na prova gia fatta vi garantisco che la media di 5 chiusini era 12400 KG omologata da un ente UK
ho messo un nervo centrale ed ho risolto il prob (una crociera stessa sez dei nervi esistenti)
potete aggingerlo all'jges e dovrebbe funzionare
non ho capito nello stato attuale quanta Kg forza ci vogliono per romperlo
o quando si rompe​
perche si puo anche declassare in A 15
spero che con queste ulteriori info riusciate a farmi prendere fiducia dell'analisi
di cosmos
 

Kakisan

Utente Standard
Professione: Progettista meccanico
Software: SDW2012
Regione: Veneto - Vicenza
#22
.....
questa e' na prova gia fatta vi garantisco che la media di 5 chiusini era 12400 KG omologata da un ente UK
ho messo un nervo centrale ed ho risolto il prob (una crociera stessa sez dei nervi esistenti)
potete aggingerlo all'jges e dovrebbe funzionare
non ho capito nello stato attuale quanta Kg forza ci vogliono per romperlo
o quando si rompe​
perche si puo anche declassare in A 15
spero che con queste ulteriori info riusciate a farmi prendere fiducia dell'analisi
di cosmos
Ciao,
mi sono divertito anche io a provare a distruggere il tombino...però non riesco a inserire l'immagine...mi spiace. Ti posso però dire che avevo una tensione massima equivalente di Von Mises sulla nerva sentrale, in corrispondenza del raccordo con la parete esterna di 600MPa....(eventuali considerazioni le lascio a te , anche se finora ne sono state postate alcune).
Inoltre ti vorrei chiedere di postare un'immagine del sistema di prova....non riesco a capire il posizionamento del pistone, perchè, inserendolo nel modello mi risulta più grande del tombino (il quale presenta un lato pari a 237mm dall'iges che ho importato).
Comunque ho fatto qualche alra prova e i risultati ottenuti sono stati simili a quelli ottenuti da Whooring.
Secondo me, guardando un attimo i risultati ottenuti da matteo, ed avendo lavorato anche io con ProM (in modo semplicistico però) posso pensare che i suoi risultati abbastanza bassi siano dovuti al fatto che ProM lavora con elementi di tipo p (quindi per ottenere una simulazione abbstanza accurata bisogna aumentare il grado dell'equazione descrittiva del boundary dell'elemento, io avevo ottenuto risultati ottimi con il grado 6, il single step, una griglia di 10 spaziature sull'elemento e una convergenza al 5%) mentre Cosmos e Ansys (che ho usato io) lavorano con elementi di tipo h, quindi lineari o al massimo parabolici che necessitano di una discretizzazione maggiore, ma riescono ad approssimare in modo migliore la geometria del modello [correggetemi se sbaglio].
Beh....se avete update fatemelo sapere che così vado più a fondo anche io.
Comunque penso che i valori trovati siano dovuti al metodo di applicazione del carico.
Io progettando una tavola rootraslante per una macchina utensile ho trovato una grossa differenza tra l'applicazione di un carico distribuito sulla faccia e la simulazione del modello fisico effettivo (cioè applicando effettivamente il solido che sollecita il sistema stesso).
Ciaoooooooooooooooooooooo


Ciao a tutti....
Gianluca
 
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SHIREN

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#23
ciao matteo
ciao a tutti
e buona sera
fui/fummo invitati ad animare un attimo il forum
in effetti sono lusingato da tanto interesse
vorrei solo capire come fate a rispondere ai post in orari per me impensabili
allora in effetti uso cosmos
il coperchio in questione va caricato con un carico centrale con un pistone
che puo essere da diametro 250 con il perimetro o bordo di contatto
<= 3 mm
oppure pistone rettangolare 250x150 r3
Ciao,
mi sono divertito anche io a provare a distruggere il tombino...però non riesco a inserire l'immagine...mi spiace. Ti posso però dire che avevo una tensione massima equivalente di Von Mises sulla nerva sentrale, in corrispondenza del raccordo con la parete esterna di 600MPa....(eventuali considerazioni le lascio a te , anche se finora ne sono state postate alcune).
Inoltre ti vorrei chiedere di postare un'immagine del sistema di prova....non riesco a capire il posizionamento del pistone, perchè, inserendolo nel modello mi risulta più grande del tombino (il quale presenta un lato pari a 237mm dall'iges che ho importato).
Ciao a tutti....
Gianluca
ciao gianluca
buona sera
secondo norma uni
per la dimensione del chiusino
punzone da dia.250 oppure
250x150
posto nel centro geometrico del modello
sto cercando di capire fino a che punto ci possiamo fidare delle analisi
per i risultati sono un attimo perplesso o forse abituato da anni di calcoli
diciamo manuali mi trovo un attimo spaurito
grazie per l'interesse
 

Kakisan

Utente Standard
Professione: Progettista meccanico
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Regione: Veneto - Vicenza
#24
ciao gianluca
buona sera
secondo norma uni
per la dimensione del chiusino
punzone da dia.250 oppure
250x150
posto nel centro geometrico del modello
sto cercando di capire fino a che punto ci possiamo fidare delle analisi
per i risultati sono un attimo perplesso o forse abituato da anni di calcoli
diciamo manuali mi trovo un attimo spaurito
grazie per l'interesse
Il cilindro nella zona di contatto è piano o sferico...te lo chiedo perchè secondo me la differenza nella simulazione è davvero abissale...
Adesso provo.
 

SHIREN

MOD.Stampi e manuf.indust
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Software: &quot;ah capa&quot;
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#25
Il cilindro nella zona di contatto è piano o sferico...te lo chiedo perchè secondo me la differenza nella simulazione è davvero abissale...
Adesso provo.
superfice piana
il bordo periferico del cilindro
a contatto con il modello de avere un raggio max 3
grazie
 

Kakisan

Utente Standard
Professione: Progettista meccanico
Software: SDW2012
Regione: Veneto - Vicenza
#26
Ciao....queste immagini danno l'idea della differenza che esiste tra l'applicare i carichi in modo distribuito o eseguire una simulazione interessando più corpi!
Se vuoi altre delucidazioni scrivi pure....però ti rispondo domani...
Notte a tutti!
Gianluca
 

Allegati

SHIREN

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Professione: Perito Ind.mecc.MODELLI E ATTREZZATURE PER FONDERIE STAMPI-PROTOTIPI INDUSTRIALI
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#27
Ciao....queste immagini danno l'idea della differenza che esiste tra l'applicare i carichi in modo distribuito o eseguire una simulazione interessando più corpi!
Se vuoi altre delucidazioni scrivi pure....però ti rispondo domani...
Notte a tutti!
Gianluca
grande lavoro
incomincio a ricredermi
noto se non erro
che ci sono solo 4 zone incriminate
dove se aumento il valore del raggio min.il doppio
forse ci siamo
se mi spieghi passo passo i valori della tabella ed i relativi significati
siamo a posto
buona nottata
grazie mille
 

Whooring

Utente Standard
Professione: Ingegnere ..... forse
Software: SW2009 - Autocad 2007 - BM impianti - Straus7
Regione: Veneto
#28
per stef_design....
per i coeff. bisogna valutare l'applicazione che stai studiando e decidere (se non è già normato) quanto si vuole stare in sicurezza.
Io non prendo mai meno di 2 anche se effetivamente in costruzione di macchine mi hanno detto come hai scritto te. (in un esempio di progettazione di un riduttore il docente ha preso 9!!! dicendo che così era sicuro che poi la verifica a fatica andava a buon fine. In effetti ci ha beccato in pieno quindi bisogna stare attenti a che valori si prendono).

In generale non mi intendo molto FEM essendo alle prime armi quindi per me certe cose sono arabo.
Esiste qualche guida?

Per il fatto degli orari.....
C'è chi si prende la pausa caffè e chi stacca e si mette a sperimentare FEM o funzioni strane di sw (che poi comunque se io imparo qualcosa lo applico pure sul lavoro quindi tanto pausa non è)
 
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Kakisan

Utente Standard
Professione: Progettista meccanico
Software: SDW2012
Regione: Veneto - Vicenza
#29
grande lavoro
incomincio a ricredermi
noto se non erro
che ci sono solo 4 zone incriminate
dove se aumento il valore del raggio min.il doppio
forse ci siamo
se mi spieghi passo passo i valori della tabella ed i relativi significati
siamo a posto
buona nottata
grazie mille
Ciao...ti rispondo veloce e magari faccio meglio questa sera.
Allora, il valore di tensione massimo è di circa 400MPa mi sembra, perà è in una zona sollecitata a compressione, che quindi dovrebbe essere una concentrazione di tensioni dovuta alla tipologia di vincolo.
Sul raccordo ci sono 185MPA (mi sembra), quindi, considerando una ghisa con tensione di rottura di 320MPa hai quasi 2 come coef. di sicurezza...direi abbstanza cautelativo.
Io penso comunque che ci siano alcuni problemi sulle pareti laterali che sono molto sottili (riescono a riempire bene lo stampo e soprattutto, riescono a produrre una geometria del genere?)!!!
Ciao
Gianluca
 

Matteo

Moderatore CAE/FEM/CFD
Staff Forum
Professione: Ingegnere meccanico
Software: Creo, ProEngineer, Creo Simulate, ProMechanica, SolidWorks, SolidEdge, SpaceClaim, OpenFOAM
Regione: Pianeta Terra
#30
Ciao....queste immagini danno l'idea della differenza che esiste tra l'applicare i carichi in modo distribuito o eseguire una simulazione interessando più corpi!
Se vuoi altre delucidazioni scrivi pure....però ti rispondo domani...
Notte a tutti!
Gianluca
Ciao, hai fatto un calcolo di contatto? Molto interessante, complimenti!
Adesso tocca a me scatenare NEiNastran per buttarmi sul non lineare :)

Solo un dubbio: ma il punzone non è troppo grande? A occhio sembrerebbero 300-320mm di diametro (contro i 250mm reali): credo che questo influisca molto sui risultati perchè annulla gran parte della flessione al centro del tombino.
 

Zaxxon

Utente Standard
Professione: Progettista Termico e Strutturale
Software: Ansys, CFX, Icem CFD, Flotherm
Regione: Abruzzo
#31
Sono contento di questa iniziativa di Matteo che trovo utilissima e che per la prima volta nei forum di CAE mette in evidenza tutte le difficoltà di un'analisi agli elementi finiti, anche se su di un oggetto apparentemente banale come questo.
In primis evidenzia le difficoltà a volte nel capirsi in cosa si vuole realmente fare....in effetti le analisi che sono state fatte girare con l'applicazione della forza sia distribuita sia concentrata non sono adeguate per il particolare esempio in quanto essendo il pistone di prova più grande della superficie del tombino fa lavorare anche le nervature perimetrali dello stesso aiutando (cosa che non accadeva prima) le nervature a croce centrali con una notevole riduzione del valore della tensione.
Per quanto riguarda i software Kakisan fa bene a sottolineare la differenza nei tipi di elemento usati (in effetti ProM e simili per infittire la mesh non agiscono sulla discretizzazione ma aumentano il grado del polinomio approssimante la geometria, quindi in genere si usano come strumenti di avanprogetto) però....però...però.. il workbench che ha usato lui può avere problemi peggiori perchè:

1) la mesh è tetraedrica dappertutto,
2) c'è sicuramente un elemento di contatto tra pistone e tombino
3) il vincolo di mensola sulla linea perimetrale del tombino genera delle alte discontinuità della tensione (non permette il controllo del comportamento della superficie contenente la linea di vincolo).

...un giorno di lavoro mi sembra risicato per questa attività!
 

Kakisan

Utente Standard
Professione: Progettista meccanico
Software: SDW2012
Regione: Veneto - Vicenza
#32
Ciao, hai fatto un calcolo di contatto? Molto interessante, complimenti!
Adesso tocca a me scatenare NEiNastran per buttarmi sul non lineare :)

Solo un dubbio: ma il punzone non è troppo grande? A occhio sembrerebbero 300-320mm di diametro (contro i 250mm reali): credo che questo influisca molto sui risultati perchè annulla gran parte della flessione al centro del tombino.
Sì...contatto semeplice...senza attriti e con molle deboli per impedire eventuali traslazioni non volute.
Io punzone l'ho disegnato da 250mm....però viene così grande perchè a me il modello del tombino è venuto su di lato 237mm....magari mi puoi inviare il tuo in formato parasolid/step?
Gian
 

Matteo

Moderatore CAE/FEM/CFD
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Regione: Pianeta Terra
#33
Sì...contatto semeplice...senza attriti e con molle deboli per impedire eventuali traslazioni non volute.
Io punzone l'ho disegnato da 250mm....però viene così grande perchè a me il modello del tombino è venuto su di lato 237mm....magari mi puoi inviare il tuo in formato parasolid/step?
Gian
Per la scala del tombino ti conviene cercare nella discussione iniziale (sotto "Cosmos"): c'era un pdf con tutte le quote, può darsi che ti basti riscalarlo. Ciao!
 

Matteo

Moderatore CAE/FEM/CFD
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Regione: Pianeta Terra
#34
Sono contento di questa iniziativa di Matteo che trovo utilissima e che per la prima volta nei forum di CAE mette in evidenza tutte le difficoltà di un'analisi agli elementi finiti, anche se su di un oggetto apparentemente banale come questo.
In primis evidenzia le difficoltà a volte nel capirsi in cosa si vuole realmente fare....in effetti le analisi che sono state fatte girare con l'applicazione della forza sia distribuita sia concentrata non sono adeguate per il particolare esempio in quanto essendo il pistone di prova più grande della superficie del tombino fa lavorare anche le nervature perimetrali dello stesso aiutando (cosa che non accadeva prima) le nervature a croce centrali con una notevole riduzione del valore della tensione.
Per quanto riguarda i software Kakisan fa bene a sottolineare la differenza nei tipi di elemento usati (in effetti ProM e simili per infittire la mesh non agiscono sulla discretizzazione ma aumentano il grado del polinomio approssimante la geometria, quindi in genere si usano come strumenti di avanprogetto) però....però...però.. il workbench che ha usato lui può avere problemi peggiori perchè:

1) la mesh è tetraedrica dappertutto,
2) c'è sicuramente un elemento di contatto tra pistone e tombino
3) il vincolo di mensola sulla linea perimetrale del tombino genera delle alte discontinuità della tensione (non permette il controllo del comportamento della superficie contenente la linea di vincolo).

...un giorno di lavoro mi sembra risicato per questa attività!
Se facciamo uno studio di contatto secondo me possono non bastare nemmeno 2 giorni! Per una analisi di tipo lineare invece penso che in un giorno si possa fare (magari studiando una versione "furba" della regione di applicazione del carico che potrebbe essere non un cercio ma una corona circolare, per "simulare" quello che aviene durante il contatto a livello di deformazione).

Per quello che riguarda ProM (il mio amore fino a un anno fa, ma siamo rimasti in buoni rapporti :) ) l'importante è non fidars troppo degli automatismi di mesh e lavorare sui "mesh control" (aspect ratio in particolare) e magari guidare la meh con "hard points" per renderla regolare.

In generale (tanto più se ci buttiamo sui contatti) sfrutteri dove possibile le simmetrie (con opportuni vincoli). Ciao!
 

Kakisan

Utente Standard
Professione: Progettista meccanico
Software: SDW2012
Regione: Veneto - Vicenza
#35
Sono contento di questa iniziativa di Matteo che trovo utilissima e che per la prima volta nei forum di CAE mette in evidenza tutte le difficoltà di un'analisi agli elementi finiti, anche se su di un oggetto apparentemente banale come questo.
In primis evidenzia le difficoltà a volte nel capirsi in cosa si vuole realmente fare....in effetti le analisi che sono state fatte girare con l'applicazione della forza sia distribuita sia concentrata non sono adeguate per il particolare esempio in quanto essendo il pistone di prova più grande della superficie del tombino fa lavorare anche le nervature perimetrali dello stesso aiutando (cosa che non accadeva prima) le nervature a croce centrali con una notevole riduzione del valore della tensione.
Per quanto riguarda i software Kakisan fa bene a sottolineare la differenza nei tipi di elemento usati (in effetti ProM e simili per infittire la mesh non agiscono sulla discretizzazione ma aumentano il grado del polinomio approssimante la geometria, quindi in genere si usano come strumenti di avanprogetto) però....però...però.. il workbench che ha usato lui può avere problemi peggiori perchè:

1) la mesh è tetraedrica dappertutto,
2) c'è sicuramente un elemento di contatto tra pistone e tombino
3) il vincolo di mensola sulla linea perimetrale del tombino genera delle alte discontinuità della tensione (non permette il controllo del comportamento della superficie contenente la linea di vincolo).

...un giorno di lavoro mi sembra risicato per questa attività!


Quale giorno...ci ho messo due orette caz....ando su internet!
 

Zaxxon

Utente Standard
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Regione: Abruzzo
#36
Il giorno non era riferito alla tua attività...
...era una quotazione di Matteo per un calcoletto veloce sull'intero lavoro, cioè analisi dei requisiti importazione del modello ,fix vari, meshatura e tutto il resto...e ha sicuramente ragione.
...non parlo per nessuno in particolare ma i calcoletti veloci in questo mestiere non esistono, perché calcoletti veloci significa risultati inaccurati.
Certamente fare una passata al volo in fase di avanprogetto aiuta a non prendere cantonate alla fine dell'attività, ma prima di attrezzare una prova di test per la quale occorre costruire i prototipi, l'analisi FEM deve essere molto accurata...altrimenti non ha senso farla.
In più a valle dei nostri lavori, alla fine c'è sempre il tizio che va a misurare e ti da il voto...una delle ultime volte un cliente mi ha misurato la deflessione di un coperchio con il micrometro :eek:

Saluti a tutti,

ZaxX

P.S. non è mia intenzione criticare l'operato di nessuno
 

Matteo

Moderatore CAE/FEM/CFD
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Regione: Pianeta Terra
#37
Sono d'accordo con Zaxxon: un lavoro del genere lo stimerei (se fosse un preventivo) in circa 1 giorno nel momento in cui si includessero: report di calcolo, ricerca precisa sui materiali, studio accurato dei vincoli (es. uso della simmetria), controllo preciso della mesh (vale sia per P che H elements). Se poi vogliamo spingerci verso il non lineare (e la cosa non è tanto strana, perchè ci sarebbe occasione di usare sia i contatti sia la plasticità dei materiali) si aggiungerebbe almeno 1 giorno.

Se poi volessimo buttarci dentro anche gli effetti dinamici (Radioss o altri software quindi di tipo esplicito) si arriva a una settimana!

Tornando al tombino: ho ripetuto il calcolo con ipotesi di nonlinearità e contatti (avevo un PC libero :) ) e con mesh di tipo H (Nastran). Il risultato è: sempra che il tombino NON si rompa, ma solo nel senso che il punzone non passa dall'altra parte :). La struttura si deforma plasticamente e in modo abbastanza marcato (v.allegato).

PS (X SHIREN): una volta che hai preso familiarità con Cosmos e hai qualche riscontro sperimentale una semplice analisi lineare (quella da 1 giorno) ti dovrebbe dare informazioni adeguate (non rappresenta esattamente la realtà, ma ti permette di capire se sei lontano o vicino alla geometria ottimale).
 

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Whooring

Utente Standard
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Regione: Veneto
#38
guardando i risultati che hai ottenuto sembra proprio che siamo lontani da un oggetto da mandare in commercio, ha parecchi punti di rottura quasi certa.
Per farsi una cultura sul fem avete sicuramente fatto corsi, ma non esiste qualcosa per iniziare a farsi un'idea prima del corso in modo da inquadrare il problema?
 

Matteo

Moderatore CAE/FEM/CFD
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Regione: Pianeta Terra
#39
Secondo me più che rompersi plasticizza (deformazione permanente): bisogna vedere se la deformazione residua è accettabile (mi sembra di ricordare che la prova fosse di tipo massimale).

Per quello che riguarda i corsi: premesso che io sono ancora in fase di "studio" direi che gli elementi teorici si apprendono in corsi classici "strutturali" come SdC, Costruzione di Macchine, Tecnica delle Costruzioni insieme a Progettazione assistita dal calcolatore e disegno assistito dal calcolatore, più orientati al FEM. Successivamente una tesi specifica nel settore FEM è indicata e poi tanta pratica con i vari software.
 

Whooring

Utente Standard
Professione: Ingegnere ..... forse
Software: SW2009 - Autocad 2007 - BM impianti - Straus7
Regione: Veneto
#40
Progettazione assistita dal calcolatore questo mi manca quindi su tutta la parte di mesh ho qualche problema a comprenderne bene le tipologie e la definizione.
La tesi non posso più farla visto che ho già finito e quindi grazie all'istruzione italiana devo arrangiarmi da solo