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Casi di verifica - Analisi strutturali statiche
Piastra rettangolare con foro circolare sottoposto a carico in trazione
Enunciato del problema: una piastra rettangolare con un foro circolare viene fissata lungo una delle facce finali e viene applicato un carico di pressione in trazione sulla faccia opposta. Trovare la sollecitazione normale massima nella direzione X sulle superfici cilindriche del foro.
Fonte:
J. E. Shigley, Mechanical Engineering Design, McGraw-Hill, 1st Edition, 1986, tabella A-23, figura A-23-1, pag. 673
Proprietà del materiale
Proprietà geometriche
Carico
Modulo di Young E = 1000 Pa
Coefficiente di Poisson ν = 0.0
Lunghezza = 15 m
Larghezza = 5 m
Spessore = 1 m
Raggio del foro = 0.5 m
Pressione = -100 Pa
Confronto dei risultati - Dispositivo di scorrimento della qualità di simulazione nella posizione di default
Risultati
Target
Creo Simulate
Ansys Discovery Live
Creo Simulation Live
Errore percentuale
Sollecitazione normale X massima (Pa)
312.5
313.272
283.31
276.25
11.6
Confronto dei risultati - Dispositivo di scorrimento della qualità di simulazione nella posizione massima
Risultati
Target
Creo Simulate
Ansys Discovery Live
Creo Simulation Live
Errore percentuale
Sollecitazione normale X massima (Pa)
312.5
313.272
324.57
320.98
2.71
Confronto dei risultati per Creo Ansys Simulation
(Risoluzione mesh di default con dimensione faccia = 0.15 m sulla superficie del foro e utilizzo del metodo della funzione di dimensione di prossimità e curvatura)
Risultati
Target
Ansys AIM
Creo Ansys Simulation
Errore percentuale
Sollecitazione normale X massima (Pa)
312.5
311.77
309.31
1.02
Albero a gradini in tensione assiale
Problema: si consideri un albero a gradini sotto un carico assiale applicato di 1000 psi sulla sezione trasversale più piccola dell'albero. Calcolare la concentrazione di sollecitazione in base al raggio del raccordo in corrispondenza del gradino come illustrato di seguito:
Fonte:Roark's Formulas for Stress and Strain, Warren C. Young and Richard G. Budynas, 2002
Proprietà del materiale
Proprietà geometriche
Carico
Modulo di Young E= 2.9008e7 psi
Coefficiente di Poisson ν = 0.3
D = 8 poll
h = 3 poll
r = 1 poll
Pressione = -1000 psi
Confronto dei risultati - Dispositivo di scorrimento della qualità di simulazione nella posizione di default
Risultati
Target
Creo Simulate
Ansys Discovery Live
Creo Simulation Live
Errore percentuale
Sollecitazione normale X massima (psi)
1376
1422.63
1509.6
1500
9.01
Confronto dei risultati per Ansys AIM e Creo Ansys Simulation (risoluzione mesh più alta)
Risultati
Target
Ansys AIM
Creo Ansys Simulation
Errore percentuale
Sollecitazione normale X massima (psi)
1376
1429.4
1389.04
0.95
Allungamento di una barra solida
Enunciato del problema: una barra rastremata in lega di alluminio di sezione trasversale quadrata e lunghezza L è sospesa da un soffitto. Un carico assiale F viene applicato all'estremità libera della barra. Determinare la deflessione assiale massima d nella barra e la sollecitazione assiale σy a metà lunghezza (Y = L/2).
Fonte: C. O. Harris, Introduction to Stress Analysis, The Macmillan Co., New York, NY, 1959,pag. 237, problema 4
Proprietà del materiale
Proprietà geometriche
Carico
Modulo di Young E=10.4e6 psi
Coefficiente di Poisson ν = 0.3
L = 10 poll
d = 2 poll
F = 10000 lbf
Confronto dei risultati - Dispositivo di scorrimento della qualità di simulazione nella posizione di default
Risultati
Target
Creo Simulate
Ansys Discovery Live
Creo Simulation Live
Errore percentuale
Deformazione direzionale Y (poll)
0.0048077
0.0048156
0.0048035
0.004807
0.01
Sollecitazione normale Y a L/2 (psi)
4444
4439.45
4432
4432.74
0.25
Confronto dei risultati per Ansys AIM e Creo Ansys Simulation (mesh di default)
Risultati
Target
Ansys AIM
Creo Ansys Simulation
Errore percentuale
Deformazione direzionale Y (poll)
0.0048077
0.0048256
0.0048262
0.39
Sollecitazione normale Y a L/2 (psi)
4444
4438.1
4582.45
3.12
Piastra circolare sotto pressione uniforme
Enunciato del problema: si consideri una piastra circolare con spigoli fissi sotto un carico di pressione uniformemente distribuito. Trovare la deflessione massima al centro della piastra.
Fonte: R. J. Roark, W. C. Young, Formulas for Stress and Strain, McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, NY, 1975, tabella 24.
Proprietà del materiale
Proprietà geometriche
Carico
Modulo di Young E= 30e6 psi
Coefficiente di Poisson ν = 0.3
Diametro = 30 poll
Spessore = 0.25 poll
P = 3 psi
Risultati - Dispositivo di scorrimento della qualità di simulazione nella posizione di default
Confronto dei risultati - Dispositivo di scorrimento della qualità di simulazione nella posizione massima per una scheda grafica M2000
Risultati
Target
Creo Simulate
Ansys Discovery Live
Creo Simulation Live
Errore percentuale
Centro di deflessione della piastra, poll
0.0553
0.0549
0.05201
0.05195
6.06
Confronto dei risultati - Dispositivo di scorrimento della qualità di simulazione nella posizione massima per una scheda grafica P4000
Risultati
Target
Creo Simulate
Ansys Discovery Live
Creo Simulation Live
Errore percentuale
Centro di deflessione della piastra, poll
0.0553
0.0549
0.05366
0.0535
3.25
Confronto dei risultati per Creo Ansys Simulation (risoluzione mesh più alta)
Risultati
Target
Ansys AIM
Creo Ansys Simulation
Errore percentuale
Centro di deflessione della piastra, poll
0.0553
0.054779
0.055057
0.44
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