Teoria delle strutture - Analisi di un braccio meccanico

Politecnico di Milano - Facoltà di Ingegneria Meccanica – Corso di Teoria delle Strutture

Progetto di calcolo e

dimensionamento

Analisi di un braccio meccanico – Lampada Naska Loris

di

Davide Ferrario

Matricola 772793

Anno accademico 2013-2014 SOMMARIO

Sommario

1 INTRODUZIONE.....................................................................................................................................................................5

2 MODELLAZIONE ...................................................................................................................................................................6

2.1 GEOMETRIA DEL MODELLO ..................................................................................................................................6

2.2 CONFIGURAZIONI.......................................................................................................................................................7

2.3 SEZIONI E MATERIALI..............................................................................................................................................8

2.4 VINCOLI A TERRA E COLLEGAMENTI INTERNI ............................................................................................9

2.5 CARICHI ....................................................................................................................................................................... 10

3 RISULTATI DELLE ANALISI........................................................................................................................................... 11

3.1 CONFIGURAZIONE 1............................................................................................................................................... 13

3.1.1 VERIFICA ALLO STATO LIMITE ULTIMO ............................................................................................. 14

3.1.2 VERIFICA ALLO STATO LIMITE DI ESERCIZIO .................................................................................. 15

3.2 CONFIGURAZIONE 2............................................................................................................................................... 16

3.2.1 VERIFICA ALLO STATO LIMITE ULTIMO ............................................................................................. 17

3.2.2 VERIFICA ALLO STATO LIMITE DI ESERCIZIO .................................................................................. 18

3.3 CONFIGURAZIONE 3............................................................................................................................................... 19

3.3.1 VERIFICA ALLO STATO LIMITE ULTIMO ............................................................................................. 20

3.3.2 VERIFICA ALLO STATO LIMITE DI ESERCIZIO .................................................................................. 21

3.4 CONFIGURAZIONE 4............................................................................................................................................... 22

3.4.1 VERIFICA ALLO STATO LIMITE ULTIMO ............................................................................................. 23

3.4.2 VERIFICA ALLO STATO LIMITE DI ESERCIZIO .................................................................................. 24

3.5 CONFIGURAZIONE 5............................................................................................................................................... 25

3.5.1 VERIFICA ALLO STATO LIMITE ULTIMO ............................................................................................. 26

3.5.2 VERIFICA ALLO STATO LIMITE DI ESERCIZIO .................................................................................. 27

4 MODIFICHE DEL TELAIO................................................................................................................................................ 28

5 CONFIGURAZIONE CRITICA.......................................................................................................................................... 34

5.1 VERIFICA ALLO STATO LIMITE ULTIMO....................................................................................................... 35

5.2 VERIFICA ALLO STATO LIMITE DI ESERCIZIO............................................................................................ 36

6 EFFETTI DELLA VARIAZIONE DELLA RIGIDEZZA DELLE MOLLE E DEGLI SVINCOLI INTERNI SU

AZIONI INTERNE E SPOSTAMENTI ..................................................................................................................................... 37

6.1 VARIAZIONE DELLA RIGIDEZZA DELLE MOLLE........................................................................................ 38

6.2 INCASTRI INTERNI.................................................................................................................................................. 39

6.3 VARIAZIONE DELLA RIGIDEZZA DELLE MOLLE E INCASTRI INTERNI ........................................... 41

6.4 RIDUZIONE DEGLI SPOSTAMENTI................................................................................................................... 43

7 FILE INPUT........................................................................................................................................................................... 44

7.1 CONFIGURAZIONE 1............................................................................................................................................... 44

1 SOMMARIO

7.1.1 SLU........................................................................................................................................................................ 44

7.1.2 SLE........................................................................................................................................................................ 45

7.2 CONFIGURAZIONE 1 SEZIONI ASTE MODIFICATE.................................................................................... 46

7.2.1 SLU........................................................................................................................................................................ 46

7.2.2 SLE........................................................................................................................................................................ 47

7.3 CONFIGURAZIONE 1 MATERIALE MOLLE MODIFICATO E = 1000 MPa .......................................... 48

7.3.1 SLU........................................................................................................................................................................ 48

7.4 CONFIGURAZIONE 1 MATERIALE MOLLE MODIFICATO E = 10000 MPa ....................................... 49

7.4.1 SLU........................................................................................................................................................................ 49

7.5 CONFIGURAZIONE 1 MATERIALE MOLLE MODIFICATO E = 50000 MPa ....................................... 50

7.5.1 SLU........................................................................................................................................................................ 50

7.6 CONFIGURAZIONE 1 MATERIALE MOLLE MODIFICATO E = 100000 MPa..................................... 51

7.6.1 SLU........................................................................................................................................................................ 51

7.7 CONFIGURAZIONE 1 INCASTRI INTERNI E = 5000 MPa......................................................................... 52

7.7.1 SLU........................................................................................................................................................................ 52

7.8 CONFIGURAZIONE 1 INCASTRI INTERNI E = 50000 MPa ...................................................................... 53

7.8.1 SLU........................................................................................................................................................................ 53

7.9 CONFIGURAZIONE 2............................................................................................................................................... 54

7.9.1 SLU........................................................................................................................................................................ 54

7.9.2 SLE........................................................................................................................................................................ 55

7.10 CONFIGURAZIONE 3............................................................................................................................................... 56

7.10.1 SLU........................................................................................................................................................................ 56

7.10.2 SLE........................................................................................................................................................................ 57

7.11 CONFIGURAZIONE 3 SEZIONI ASTE MODIFICATE.................................................................................... 58

7.11.1 SLU........................................................................................................................................................................ 58

7.11.2 SLE........................................................................................................................................................................ 59

7.12 CONFIGURAZIONE 4............................................................................................................................................... 60

7.12.1 SLU........................................................................................................................................................................ 60

7.12.2 SLE........................................................................................................................................................................ 61

7.13 CONFIGURAZIONE 5............................................................................................................................................... 62

7.13.1 SLU........................................................................................................................................................................ 62

7.13.2 SLE........................................................................................................................................................................ 63

7.14 CONFIGURAZIONE 5 SEZIONI ASTE MODIFICATE.................................................................................... 64

7.14.1 SLU........................................................................................................................................................................ 64

7.14.2 SLE........................................................................................................................................................................ 65

7.15 CONFIGURAZIONE CRITICA ................................................................................................................................ 66

2 SOMMARIO

7.15.1 SLU........................................................................................................................................................................ 66

7.15.2 SLE........................................................................................................................................................................ 67

8 FILE OUTPUT....................................................................................................................................................................... 68

8.1 CONFIGURAZIONE 1............................................................................................................................................... 68

8.1.1 SLU........................................................................................................................................................................ 68

8.1.2 SLE........................................................................................................................................................................ 69

8.2 CONFIGURAZIONE 1 SEZIONI ASTE MODIFICATE.................................................................................... 70

8.2.1 SLU........................................................................................................................................................................ 70

8.2.2 SLE........................................................................................................................................................................ 71

8.3 CONFIGURAZIONE 1 MATERIALE MOLLE MODIFICATO E = 1000 MPa......................................... 72

8.3.1 SLU........................................................................................................................................................................ 72

8.4 CONFIGURAZIONE 1 MATERIALE MOLLE MODIFICATO E = 10000 MPa ....................................... 73

8.4.1 SLU........................................................................................................................................................................ 73

8.5 CONFIGURAZIONE 1 MATERIALE MOLLE MODIFICATO E = 50000 MPa ...................................... 74

8.5.1 SLU........................................................................................................................................................................ 74

8.6 CONFIGURAZIONE 1 MATERIALE MOLLE MODIFICATO E = 100000 MPa.................................... 75

8.6.1 SLU........................................................................................................................................................................ 75

8.7 CONFIGURAZIONE 1 INCASTRI INTERNI E = 5000 MPa........................................................................ 76

8.7.1 SLU........................................................................................................................................................................ 76

8.8 CONFIGURAZIONE 1 INCASTRI INTERNI E = 50000 MPa..................................................................... 77

8.8.1 SLU........................................................................................................................................................................ 77

8.9 CONFIGURAZIONE 2............................................................................................................................................... 78

8.9.1 SLU........................................................................................................................................................................ 78

8.9.2 SLE........................................................................................................................................................................ 79

8.10 CONFIGURAZIONE 3............................................................................................................................................... 80

8.10.1 SLU........................................................................................................................................................................ 80

8.10.2 SLE........................................................................................................................................................................ 81

8.11 CONFIGURAZIONE 3 SEZIONI ASTE MODIFICATE.................................................................................... 82

8.11.1 SLU........................................................................................................................................................................ 82

8.11.2 SLE........................................................................................................................................................................ 83

8.12 CONFIGURAZIONE 4............................................................................................................................................... 84

8.12.1 SLU........................................................................................................................................................................ 84

8.12.2 SLE........................................................................................................................................................................ 85

8.13 CONFIGURAZIONE 5............................................................................................................................................... 86

8.13.1 SLU........................................................................................................................................................................ 86

8.13.2 SLE........................................................................................................................................................................ 87

3 SOMMARIO

8.14 CONFIGURAZIONE 5 SEZIONI ASTE MODIFICATE.................................................................................... 88

8.14.1 SLU........................................................................................................................................................................ 88

8.14.2 SLE........................................................................................................................................................................ 89

8.15 CONFIGURAZIONE CRITICA ................................................................................................................................ 90

8.15.1 SLU........................................................................................................................................................................ 90

8.15.2 SLE........................................................................................................................................................................ 91

4 INTRODUZIONE

1 INTRODUZIONE

Questa relazione presenta le analisi strutturali della lampada Naska Loris eseguite considerando

cinque differenti configurazioni.

Per ognuna di queste si è svolta una verifica

dello stato limite ultimo (SLU) ed una allo

stato limite di esercizio (SLE). La prima ha lo

scopo di valutare lo stato di sollecitazione

della struttura e verificare che resti in campo

elastico. Con la seconda si calcolano gli

spostamenti della struttura e si verifica che

siano entro valori accettabili.

Le analisi sono state eseguite utilizzando

Telai_MdS, programma per la risoluzione dei

telai con il metodo degli spostamenti.

Partendo dalla geometria d