Metodi di progettazione meccanica

!IMPOSTAZIONE CICLO DO SUL RAGGIO DI RACCORDO r

!Valore iniziale del contatore j

j_ini = 1

!Valore finale del contatore j

j_fin = 5

!INIZIO CICLO DO

!*DO,PAR,IVAL,FVAL,INC PAR=contatore,IVAL=Valore iniziale del contatore,

FVAL=Valore finale del contatore, INC=incremento

*DO,j,j_ini,j_fin,1

!imposto il valore di un parametro coincidente con l'elemento del vettore in posizione j-

esima

r = r_value(j)

!-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

!COORDINATE DEI KEYPOINT

!Imposto le coordinate X e Y, utili per la successiva creazione dei Keypoints

X1=0

X2=H/2 - t

X3=H/2 - t + r alcuni key point sono espressi in funzione dei parametri.

X4=H/2

Y1=0

Y2=r

Y3=L/2

!-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

!CREAZIONE DEI KEYPOINT

!K,NPT,X,Y,Z Creazione Keypoint NPT=numero Keypoint, X,Y,Z=coordinate

K,1,X1,Y1

K,2,X2,Y1

K,3,X3,Y2

K,4,X3,Y1

K,5,X4,Y2

K,6,X4,Y3

K,7,X1,Y3

!-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

!CREAZIONE DELLE LINEE

!L,P1,P2 Creazione linea P1,P2=Numero dei keypoint alle estremità della linea

L,1,2

!LARC,P1,P2,PC,RAD P1,P2=numero Keypoint alle estremità dell'arco, PC=numero

keypoint centro dell'arco, RAD=raggio

LARC,2,3,4,r

L,3,5

L,5,6

L,6,7

L,7,1

!-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

!CREAZIONE AREE

!AL,L1,L2,L3,....,L8,L9,L10 Creazione area secondo un circuito di linee (max 10)

AL,1,2,3,4,5,6

!disattivo la numerazione delle linee

/PNUM,LINE,0

!attivo la numerazione delle aree

/PNUM,AREA,1

!plotto le aree

APLOT

!-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

!DEFINIZIONE DELLA MESH

!global size=2

ESIZE,2

!KEY=0 mesh FREE, 1 mesh MAPPED, 2 mesh MAPPED se possibile

MSHKEY,0

!MSHAPE,KEY KEY=0 quadrilateri, 1 triangoli

MSHAPE,0

!AMESH,NA1,NA2,NINC ALL=tutte le aree

AMESH,ALL

!LREFINE,NL1,NL2,NINC,LEVEL,DEPTH,POST,RETAIN NL1=Numero linea inziale,

NL2=Numero di linea finale,NINC=incremento nel numero di linea (1,3,1 seleziono linee 1-

2-3), LEVEL=1(consigliato), DEPTH=profondità del refinement cioè numero di file di

elementi infittiti, POST=CLEAN(default) viene eseguito uno smooth e un clean up,

RETAIN=ON(default) cioè mesh finale sarà composta solo da quadrilateri, a prescindere

dalla qualità della mesh

LREFINE,1,3,1,1,5,1,1 (si cerca di ottenere una certa gradualità come veniva fatto

LREFINE,1,3,1,1,3,1,1 per la mesh mapped)

LREFINE,1,3,1,1,2,1,1

!-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

!APPLICAZIONE DEL CARICO

!SFL,LINE,Lab,VAL Definizione di un SurFace Load LINE=numero di linea su cui

applicare il carico,Lab=PRES (pressure),VAL=valore applicato (-1 negativo indica

trazione)

SFL,5,PRES,-1

!-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

!DEFINIZIONE DEI VINCOLI

!DL,LINE,AREA,Lab,Value1,Value2 Dof on Lines LINE=numero di linea su cui applicare i

vincoli,AREA=numero area contenente la linea,Lab=SYMM o UX,UY (Value1,Value2

richiesti)

DL,1,,SYMM

DL,6,,SYMM

!-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

!LANCIO DELLA SOLUZIONE

!Ambiente del risolutore

/SOL

!Lancio soluzione

SOLVE

!Chiudo ambiente risolutore

FINISH

!-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

!POSTPROCESSING

!Ambiente del Postprocessor

/POST1

!DETERMINAZIONE Kt

!NSORT,Item,Comp,ORDER,KABS Ordino i valori nodali Item=dato da ordinare

(S=Stress), Comp=componente dell'item (S,1=tensione principale S1),ORDER=ordino i

dati 0 (decrescente) 1 (crescente), KABS=0 valori reali,1 valori assoluti

NSORT,S,1,1,1

!*GET,Par,Entity,ENTNUM,Item1,IT1NUM Par=nome del parametro risultante (scelto

dall'utente),Entity=nome dell'entità in cui prendere il valore del parametro:

SORT(considera gli ultimi dati ordinati),ENTNUM=numero dell'entità: 0(vedi tabelle

ANSYS-Help),Item1=nome del particolare dato desiderato: MAX(fornisce il valore massimo

degli ultimi dati ordinati,cioè dell'entità SORT),IT1NUM=numero del parametro specificato

in ITEM1:in questo caso non è richiesto (vedi tabelle ANSYS-Help)

*GET,Kt,SORT,0,MAX

!Determinazione parametro utile per la rappresentazione dei dati in uscita (d=larghezza

della sezione netta)

d = H - 2*t

!Apro il file dei risultati

*CFOPEN,'RESULTS','txt',,APPEND

!Stampo i valori di interesse nel file, formattazione (di tipo FORTRAN) dei numeri stampati

sul file (FX.Y F=numero reale con forma a punto fisso,X=colonne per rappresentare il

numero reale (compresa la virgola),Y=numero di cifre dopo la virgola)

*VWRITE,t,r,H,d,r/d,H/d,Kt

(F6.2,' ',F6.2,' ',F8.2,' ',F8.2,' ',F6.3,' ',F7.3,' ',F10.5)

!Chiudo il file dei risultati

*CFCLOS

!-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

!CANCELLO L'AREA DI LAVORO

!Ambiente del preprocessor

/PREP7

!Riseleziono tutte le entità

ALLSEL,ALL

!Elimino la MESH

ACLEAR,ALL

!Elimino le aree

ADELE,ALL

!Elimino le linee

LDELE,ALL

!Elimino i keypoints

KDELE,ALL

!-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

!TERMINO I CICLI DO

!Comando per la conclusione dei cicli DO iniziati in precedenza (prima devo cancellare le

aree di lavoro sennò da solo lui crea nuove entità)

*ENDDO

*ENDDO

!-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

FINISH

7 y3

6 def keypoints

3 5 y2

4 y1

1 x3

2 x4

x1 x2

Come farlo girare.

Aprire ansys andare su file, read input from, selezionare il file txt, ok.

Il programma partirà a creare i vari modelli.

ANALISI FLANGIA

Flangia sollecitata da una forza assiale variabile tra 0 e +F.

Si assume che la flangia sia vincolata in corrispondenza dei fori delle viti.

st

Determinare il valore di picco della 1 principal stress in corrispondenza dei raggi di

raccordo e successivamente eseguire la verifica a fatica a vita infinita.

Avrei una geometria assialsimmetrica se non ci fossero i fori, non posso usare il plane 183!

Studieremo un modello 3D con 45° circonferenziali della struttura.

I vincoli che metteremo sul foro danno per scontato che la sede delle viti non è il punto

critico della struttura.

Definiamo l'element type il brick 8 nodi 185

Elementi cubici con 8 nodi sugli spigoli , è un elemento 3D che considera l'intero tensore

delle tensioni in tutto lo spazio.

Materiale è ghisa:

E = 170000 MPa

x

materiale linear, elastic, isotropic.

Prima costruisco la sezione piana che poi farò ruotare.

Il foro si fa dopo nella posizione desiderata per sottrazione booleana.

Keypoints: (35,0); (95,0); (75,24); (54,24); (44.5,52.5); (44.5,70); (35,70)

Unisco le linee, per ora non faccio raccordi.

Il raccordo più in basso è di 5 mm, quello più in alto 10 mm.

Date 2 linee che si intersecano introduco un raggio di raccordo

create, lines, arcs, line fillet, seleziono le due linee e introduco il valore del fillet

• radius.

Per raggi di raccordo così ampi basta una mesh free per avere una buona soluzione.

Creo una sola area, tutta la sezione.

Definisco 2 keypoints per l 'asse di assialsimmetria (0,0); (0,70).

Operazione di estrusione:

operate, extrude, extrude areas about axis, seleziono l'area e do ok, seleziono i due

• keypoints dell'asse e do ok, n° of volume segments 1, angolo di 45°.

Foro:

Creo un cilindro e lo sottraggo, ma ansys permette di fare cilindri con base in xy e direzione

z.

Nel nostro caso l'altezza deve essere in direzione y!

Devo modificare il work plane per portare xy ad essere base del work plane.

Work plane, offset work plane, by increment, in offset wp do sulla finestra in basso

• 0,-90,0.

Allo stesso modo ruoto l'asse x in modo che questo corrisponda con la bisettrice della

flangia e possa centrare meglio il cilindro. Metto in offset wp + o – (a seconda di come me

l'ha ruotato ansys) 22.5.

Creo il cilindro:

Create, voumes, cylinder, solid cylinder, coordinate nel wp (80,0,6) altezza 24.

• operate, booleans, subtract, seleziono prima tutto il volume e poi quello del cilindro.

•

Modellazione mesh:

meshing, mesh tool, shape mesh, tet (tetraedri), mesh

•

Voglio infittire la mesh sul raccordo di 5 mm

meshing, modify mesh, refine , lines (seleziono le due linee circonferenziali che

• identificano il raccordo).

Come level of refinement do sempre 1.

Vincoli e carichi:

Devo vincolare la superficie interna del foro:

Vincolo in direzione y del sistema cartesiano globale

define load, apply, structural, displacement, on areas, seleziono la superficie interna

• del foro, seleziono UY

Vedrò dei carrelli sul baricentro delle aree.

Devo inserire anche i vincoli sulle due faccie.

Gli spostamenti devono essere conformi con quelli della faccia un infinitesimo dopo.

Vincolo gli U perchè le faccie non possono staccarsi! Si può deformare in y o radialmente.

ϑ

Per mettere correttamente i vincoli mi serve un sdr polare.

Questa viene chiamata simmetria ciclica.

Il sdr è locale con la z rivolta verso l'alto.

OSS: non confondere sdr locale e working plane.

Work plane, change activate cs to, global cylindrical y( fa corrispondere la y vecchia

• con la nuova z)

Per verificare che il sdr è attivo:

list, other, list of coordinate system, la 5 è quella cilindrica.

•

Tutti i nodi sono ancora orientati nel sdr cartesiano, li passiamo a quello cilindrico.

Plot controls, symbol, nodal coordinate system, ok

• plot, nodes

•

Selezioniamo le 2 faccie

select, entities, areas, by numpick, seleziono le due faccie dove vado a vincolare lo

• spost circonferenziale.

Selezioniamo i nodi attaccati alle faccie:

select, entities, nodes, attached to areas, allno from full ma reselect, fare un reselect

• dei nodi che ci interessano.

Plot, nodes.

•

Mettiamo i vincoli