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Simulazione di bullonature

Matteo

Moderatore CAE/FEM/CFD
Staff Forum
Professione: Ingegnere meccanico
Software: Creo, ProEngineer, Creo Simulate, ProMechanica, SolidWorks, SolidEdge, SpaceClaim, OpenFOAM
Regione: Pianeta Terra
#1
Mi è capitato di dovre simulare l'effetto di una bullonatura sulla flangia di un recipiente in pressione. Penso che sarebbe utile confrontare le varie tecniche. Nel mio caso ho fatto cosi (per ogni foro):

1) Calcolo "a mano", noto il precarico, dell'allungamento dL del bullone precaricato

2) Modellazione del bullone con lunghezza L (intesa come distanza tra le superficie delle flange). Se il software consente di associare proprietà termiche alle beam il calcolo è più rapido, altrimenti uso elementi solidi.

3) Attribuzione di un coefficiente di espansione termica "negativo" (quindi di "ritiro") e di un delta T fittizio. Le flange avranno tale coefficiente uguale a zero.

4) Calcolo su un "settore" singolo e semplificato del coefficiente di espansione necessario ad ottenere Lf - L = dL (dove Lf è la distanza delle due superfici delle flange nella configurazione finale) in condizioni di presenza di solo precarico (simulato termicamente).

5) Applicazione delle proprietà cosi definite al modello completo e sovrapposizione (se in campo lineare) dei carichi.

Critiche e suggerimenti sono ben accetti :)
 

paolino

Utente Standard
Professione: progettista (o giu di lì)
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Regione: Valsesia
#2
Bello il giochino!
però mi sembra un po' macchinoso; come vai a modellare dipende sicuramente da cosa vuoi andare ad osservare... ma perchè non modellare il precarico della vite con un carico esterno applicato alla flangia (ed eventalualmente anche alla vite, se ti interessa) nella zona di contatto fra testa della vite e flangia?
ciao

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paolino
 

Matteo

Moderatore CAE/FEM/CFD
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Regione: Pianeta Terra
#3
Anche la tua soluzione è ragionevole, ma localmente porta a un errore (trascurabile in molti casi). Quando le due flange tendono ad allontanarsi la tensione del bullone nella realtà aumenta, mentre applicando (reciprocamente) solo la reazione dovuta al precarico, essendo questa costante, la tensine sul bulloone (e sulla flangia) resta sempre costante.

Un'alternativa è quella di applicare questo carico come "precarico + carico d'esercizio" ma devo pensarci un po' sopra...