bolt preload CBAR

Salve ho un problema che non riesco a risolvere ho tentato in molti modi, vi chedo aiuto gentilmente perchè non so più cosa tentare.
Il problema e banale, ho due plate una da 3mm ed una da 2mm. sono attaccate da due bolt M5 8.8 preload nominale 6500N.
Devo applicare il precarico.
Ho provato ad applicare il preload con un carico termico fittizio ed inserendo i contatto tra le superfici delle plate (ho usato la BCTABLE sensa attrito ovviamente).
le piastre sono meshate tet10, i bolt sono CBAR ed sono attaccati alle piastre da RBE2 (collegamenti rigidi).
Il problema è che quado il bolt si contrae, e schiaccia le piastre, genera un stress di Von Mises enorme nelle stesse, ciraca 500Mpa (ammissibile 230).
Uso Nastran, Patran per la simulazione.

Come è possibile?
Ho sbagliato qualcosa nella modellazione?

Grazie!

marulanda ha detto:

...
Ho sbagliato qualcosa nella modellazione?

Grazie!

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Secondo me hai sbagliato qualcosa nell'approccio al forum.
Vedo che hai scritto il messaggio alle 02:52, immagino preso dalla disperazione e senza nemmeno presentarti...ma cosa credi che sia il forum? Un distributore automatico di risposte?

Ma ti sembra normale se io bussassi a casa tua alle 3 di notte, senza presentarmi, e chiedendoti se ho fatto bene a simulare il bolt pre-load?

Detto ciò, a parte il carico termico di cui non comprendo il significato, servirebbe che tu descrivessi meglio il problema e, magari, postassi anche un'immagine.

Visto che la ramanzina è già giustamente stata fatta provo ora a darti una risposta tecnica.

il sistema è corretto. però dipende da come hai messo gli RBE. se questi prendono tutti i nodi del foro, stai sbagliando. infatti il materiale in una giunzione è compresso dall'alto. inoltre, utilizzando un RBE2 non permetti l'espansione al materiale compresso e trovi dei picchi fittizi.
puoi fare due prove:
- collega gli RBE2 solo ai nodi delle superfici esterne
- usa degli RBE 3 che non aggiungono rigidezza al modello e collegali in ogni caso solo ai nodi esterni prendendo il diametro della rondella.

Ciao Onda,

in effetti anche io uso gli RBE3 per simulare i sottotesta delle viti e i CBAR per il gambo.

Dato che ci siamo, ne approfitto di questa discussione per chiederti se potresti farmi chiarezza sulla distinzione tra RBE2 ed RBE3.
Dal punto di vista matematico la differenza la so, è che mi frega il punto di vista pratico :wink:

Io faccio analisi FEM solo quando c'è la necessità, quindi non sono molto ferrato in materia.

Dagli appunti che ho (perdona se uso termini non precisi) mi risulta che:
- RBE2: i nodi a cui si collega l'elemento RBE2 sono tutti dipendenti, mentre il nodo centrale è indipendente.
- RBE3: i nodi a cui si collega l'elemento RBE3 sono tutti indipendenti mentre il nodo centrale è dipendente ed i suoi gdl sono la media dei gdl dei nodi indipendenti.

Detta così sembrerebbe una supercazzola.

L'RBE2 e' un elemento che collega rigidamente i nodi secondo i GDL scelti. per cui un set di nodi collegati tra loro da un RBE2 non presenta alcun tipo di spostamento relativo. Introduce una rigidezza fittizia nella struttura e va usato con cautela.

L'RBE3 invece non introduce nessuna rigidezza. come lavora e' un po complicato, diciamo che interpola gli spostamenti dei nodi indipendenti e determina da questo lo spostamento del nodo dipendente. viene generalmente utilizzato per applicare dei carichi senza introdurre rigidezze fittizie.

Mi scuso se sono sembrato scortese, e si era un momentino di frustrazione , cmq sono un ingegnere aerospaziale recentemente stessista per qusto chiedo consiglio, ringrazio Onda per la risposta.
Cmq si con l'RBE2 superficiale le cose migliorano, ho un dubbio però applicare in questo caso il precarico (6500 N) su una giunzione di due ply cosi sottili anche se di acciaio non è eccessivo?
Un carico cosi alto non daneggia le palte 2 a prescindere?
In sostanza diminuire il precarico e leggittimo? (In questo caso a 2500N per esempio)
Grazie e scusate ancora.

marulanda ha detto:

Mi scuso se sono sembrato scortese, e si era un momentino di frustrazione , cmq sono un ingegnere aerospaziale recentemente stessista per qusto chiedo consiglio, ringrazio Onda per la risposta.
Cmq si con l'RBE2 superficiale le cose migliorano, ho un dubbio però applicare in questo caso il precarico (6500 N) su una giunzione di due ply cosi sottili anche se di acciaio non è eccessivo?
Un carico cosi alto non daneggia le palte 2 a prescindere?
In sostanza diminuire il precarico e leggittimo? (In questo caso a 2500N per esempio)
Grazie e scusate ancora.

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Impossibile rispondere . che carico prendono le piastre? come lo trasferiscono ai bulloni? a che serve il precarico?.
Di che materiale sono le piastre? dal fem che stress massimo hai?
comunque, se vuoi valutare lo stress sulla testa un RBE2 è troppo rigido. meglio un RBE3 oppure modellare anche le rondelle e applicare l'RBE alle rondelle. in maniera che lo stress sul pezzo studiato sia più reale.

Allora il bolt ha fbu 700MPa mentre le plate da 2 e 3 mm hanno fby=250 ed fbu360MPa, ho seguito il consiglio ho usato un rbe3 che prendede una superfice delle plates pari alla rondella in pratica ho che con precarico 2600MPa mi resta giusto il margine per applicare il carico di esercizio.

Da quello che ho capito, ammissibile è spessore delle plate collegate influensano in il precarico applicabile, ma esiste un modo una formuletta o simile che permette di stimare il precarico massimo applicabile tenendo conto anke del materiale delle plates??
O sono completamente fuori strada???

Molte grazie

Esistono le formule che chiedi, basta trovare un testo sui collegamenti imbullonati. ad esempio
http://www1.unipa.it/giovanni.petrucci/Disp/Bulloni.pdf

devi valutare la rigidezza del perno e quella delle piastre e poi trovare il punto corretto di incrocio

nelle pagine allegate trovi quanto chiedi. Ovviamente il modulo elastico delle piastre influenza non il precarico, ma la pendenza della retta di deformazione.
In pratica, fissato un valore di precarico, con materiali più rigidi o meno spessi hai una deformazione inferiore di quella che ti trovi con materiali meno rigidi o più spessi.

Ma 2600MPa di precarico non sono troppi?

Grazie è proprio quello che cercavo, avendo avuto a che fare con l'aerospazio fin'ora, mi approccio per la prima volta con il problema del precarico (set. ferroviario), per cui mi sono trovato in seria difficoltà.

Per chiarire bene dal pdf che hai mandato. In pratica il precarico si calcola assumendo un valore 'sicuro' della forza residua sugli elementi collegati una volta applicato il carico assiale massimo di esercizio P (es. Fe=2P), ed entrando nelle 18,19 del file.?

In tal senso la formuletta classica F=K fuy At (Frecarico, K=.75, fuy:ammissibile a snerv. bullone, At:sez. res), esprime il precarico massimo applicabile al bolt, ma quelo applicato va progettato caso per caso giusto?

Grazie davvero!

Ps. correzione post precedente paralvo di 2600 N non 2600 MPa bolt M5, sorry

marulanda ha detto:

Grazie è proprio quello che cercavo, avendo avuto a che fare con l'aerospazio fin'ora, mi approccio per la prima volta con il problema del precarico (set. ferroviario), per cui mi sono trovato in seria difficoltà.

Per chiarire bene dal pdf che hai mandato. In pratica il precarico si calcola assumendo un valore 'sicuro' della forza residua sugli elementi collegati una volta applicato il carico assiale massimo di esercizio P (es. Fe=2P), ed entrando nelle 18,19 del file.?

In tal senso la formuletta classica F=K fuy At (Frecarico, K=.75, fuy:ammissibile a snerv. bullone, At:sez. res), esprime il precarico massimo applicabile al bolt, ma quelo applicato va progettato caso per caso giusto?

Grazie davvero!

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Dipende.
I tuoi bulloni lavorano a trazione? a taglio? Se lavorano a taglio, il carico lo passi per attrito o sul perno stesso?
che metodo utilizzi per stabilire il precarico? quanto sei preciso?
se tu fossi molto preciso nel dare il precarico puoi arrivare al 90% di snervamento, sempre che lavori a trazione o per attrito.. in quanto massimizzi l'attrito tra i due componenti e se invece lavori in trazione eviti il distacco delle parti, ma non incrementi il carico sui perni. Il problema di lavorare al 90% è quello di avere la certezza di arrivarci senza snervare il perno. siccome il precarico dipende dalla lubrificazione del filetto, entri in un campo molto aleatorio. Per cui, a meno di non utilizzare dei sistemi che mettono in trazione il perno con un cilindro idraulico, poi si serra il dado e si rilascia il perno, in maniera da prescindere dall'attrito, si utilizzano normalmente valori di precarico un po più bassi, che variano normalmente dal 70 all'80% dello snervamento del perno.

Qui trovi molto materiale sui collegamenti imbullonati:

https://www.bossard.com/it/engineering/informazioni-tecniche.aspx