E’ possibile in SolidWorks Simulation vedere la deformazione plastica del materiale e anche la strizione? Si, ed ora vediamo come.
Prendiamo in considerazione una barra circolare e tramite 2 blocchetti, applichiamo uno spostamento prestabilito (non una forza!). Applicando uno spostamento siamo sempre sicuri di stare in uno dei punti della curva sforzo/deformazione definita nel materiale.
Modello CAD e curva del materiale
Per andare a cogliere il comportamento della barra modellata è fondamentale introdurre una curva sforzo/deformazione più aderente alla realtà. Scegliamo una curva dell’acciaio fino alla rottura del provino e per punti andiamo inserire tutti i dati in una tabella excel.
Riportando i dati in Excel otteniamo la seguente curva:
Mesh adottata
Per trovare una mesh sufficientemente adeguata ed efficiente, si utilizza il mesher “di blend” diventato ormai ottimo dal punto di vista della velocità e con un risultato sempre al di sopra della media. Si sceglie anche un tipo di elemento detto “del 2° ordine” vista la geometria e la deformazione attesa.
Alcuni dati qui sotto:
Applicazione di uno spostamento
Vincoliamo un’estremità e sull’altra applichiamo uno spostamento prefissato (in modo lineare) in modo da poter seguire la curva anche nella zona di calo delle tensioni.
Per simulare il sistema di fissaggio tipico delle macchine di test di trazione, si blocca il cilindro delle basi forzando di fatto lo spostamento solo in 1 direzione.
Opzioni nel solutore
Per riuscire ad eseguire un calcolo non lineare, adottiamo i seguenti valori nelle opzioni del solutore:
- Incremento: 0.01 (max 0.1)
- formulazione di spostamento di grandi dimensioni
- l’opzione grande deformazione
- Solver “Intel direct sparse
La seconda opzione indicata considera che la deformazione calcolata per ogni step risulta il punto di partenza per lo step successivo (necessario per il calcolo non lineare).
La terza invece va a considerare il fenomeno proprio della strizione. Infatti, nella sua scrittura in inglese risulta più comprensibile “Large strain option”.
Risultati
Per trovare una mesh sufficientemente adeguata ed efficiente, si utilizza il mesher “di blend” diventato ormai ottimo dal punto di vista della velocità e con un risultato sempre al di sopra della media. Si sceglie anche un tipo di elemento detto “del 2° ordine” vista la geometria e la deformazione attesa.
Alcuni dati qui sotto:
Valori di stress allo spostamento massimo
Valori di spostamento massimo
Strizione barra acciaio analisi FEM non lineare - strain
Strizione barra acciaio analisi FEM non lineare - strain
Conclusioni
Come abbiamo visto con SOLIDWORKS Simulation, andando ad utilizzare uno studio non lineare e inserendo una curva sforzo-deformazione adeguata è possibile vedere il limite del comportamento plastico del materiale.
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