FEM Telaio bici in composito

Salve a tutti,
sono uno studente di Ing.Meccanica e per un progetto Fem per un corso universitario ho deciso di fare un'analisi statica e dinamica(semplificata) del mio telaio da corsa monoscocca OlympiaIQ (sono anche un appassionato di ciclismo).

Ho riprodotto il telaio in SolidEdge, cercando di rispettare al massimo le varie geometrie. Per l'analisi FEM vorrei utilizzare SolidWorks 2012.

Ho già "testato" il telaio considerandolo in Alluminio 7075 solo per verificare la correttezza della geometria e quindi la possibilità di creare Mesh e successivamente sollecitazioni, spostamenti ecc.
Verificata la geometria ora vorrei rifare le simulazioni considerando come materiale di base un composito (Torayca T700S). So che questo tipo di simulazione è molto diversa e più complicata, per semplificare e non utilizzare modelli Shell potrei solo considerare nel mio materiale personalizzato (materiale ortotropo) i valori delle caratteristiche meccaniche che ho trovato per il composito(Torayca T700S)?

Grazie

Allego immagine telaio e data sheet del materiale.

Per quanto riguarda un comportamento statico e dinamico, approssimando potresti fare quanto dici.
ma tanto vale mettere delle proprieta' isotropiche. il telaio della bicicletta e' una struttura di tubi, per cui con buona approssimazione, quando metti il modulo elastico corretto nella direzione del tubo sei già prossimo.
Tieni presente che le proprietà meccaniche che devi mettere non sono quelle della lamina, ma quelle del laminato. che è composto di fibre orientate in vario modo. per cui da 125GPa scendi facilmente a 80GPa. La resistenza di 1570MPa è solo da prove di laboratorio, inoltre con il laminato il valore scende molto, poi non modellando le singole pelli, credo sia inutile pensare di determinare lo stress. Credo che il risultato possa essere valido solo per la deformazione.

In università utilizzano ansys che ha un bel modulo compositi, dovresti portarti la shell e utilizzare quello.

Ok grazie mille!
Quindi procederò considerando il materiale isotropico.

Il problema è che anche se volessi procedere nel metodo corretto non so quanti strati di pelli vengono utilizzati, sembra dipenda tutto da azienda, telaio e prestazioni richieste...comunque grazie ancora

Se non conosci il laminato non sai lo spessore dei tubi e il modulo elastico. Allora sei a caso completamente

Onda ha detto:

Se non conosci il laminato non sai lo spessore dei tubi e il modulo elastico. Allora sei a caso completamente

Clicca per espandere...

Eh lo so...ma purtroppo non riesco a trovare niente online. Ok geometrie e tipo di composito...ma qualcosa di più accurato sul vero processo di fabbricazione niente.

Quello che otterrai è un puro esercizio universitario, però ti converrebbe stare sull'alluminio e non sul composito, hai troppe variabili che non tieni in considerazione e ne sai troppo poco.
quello è un modello da fare a shell con le lamine per il composito.
Oppure da fare a shell per l'alluminio. fatto con elementi solidi, non è proprio il massimo,. se poi ipotizzi le proprietà senza sapere come è fatto, diventa un puro esercizio univiersitario.

Onda ha detto:

Quello che otterrai è un puro esercizio universitario, però ti converrebbe stare sull'alluminio e non sul composito, hai troppe variabili che non tieni in considerazione e ne sai troppo poco.
quello è un modello da fare a shell con le lamine per il composito.
Oppure da fare a shell per l'alluminio. fatto con elementi solidi, non è proprio il massimo,. se poi ipotizzi le proprietà senza sapere come è fatto, diventa un puro esercizio univiersitario.

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Ok quindi procedo considerando (con il semplice scopo di un'esercitazione) lega di Alluminio 7005 con spessore uniforme delle pareti di 1.5mm.

Posso chiederti un ultimo consiglio? Per l'analisi statica ho visto alcuni utilizzare vincoli a geometria fissa sui forcellini posteriori, invece in un tutorial ho visto invece applicare vincoli cuscinetto sui forcellini posteriori e sul tubo sterzo un vincolo elastico con un'alta rigidità per simulare la ruota.

Qualche consiglio?
Grazie

Vincola Isostatico. Considerando Z verticale:

ad esempio XYZ sulla forcella anteriore, YZ sulla forcella posteriore, Y al manubrio (o al mozzo superiore).

In questo modo dovresti riuscire a non dare rigidezze aggiuntive dovute ai vincoli
Dovresti mettere il vincolo su un nodo intermedio alla forcella, sul piano di simmetria del telaio. Non mi ricordo se si può fare in SW2012

Ciao, non so se aprire una nuova discussione, ma penso che non sia necessario visto che l'argomento di base è sempre lo stesso.

Comunque utilizzando la Shell analysis ho un dubbio, SW mi calcola automaticamente la superficie media delle facce? perché avendo tubi con una geometria un po' più complicata dovrei fare una sezione e selezionare faccia interna ed esterna una per una...magari è inutile farlo. grazie!

Quindi ad esempio nell'immagine cliccando le superfici superiori avrò direttamente la superficie intermedia?
Grazie!

Puoi estrarre la superficie esterna e dire al FEM di mettere l'offset dello spessore verso l'interno, non è preciso come lavorare sulla superficie media, ma si risparmia molto tempo.