Frequently Asked Questions
Assolutamente, sì. In fase iniziale, verranno valutate assieme al cliente le criticità riscontrabili e verrà pianificato in dettagli un workflow per formulare un preventivo e calendarizzare le varie del progetto.
Un modello agli elementi finiti è costituito da un sistema di punti, detti "nodi", che definiscono la forma del modello. Questi nodi sono collegati tra di loro attraverso gli elementi finiti, celle di forma predefinita che formano la mesh (maglia). Agli elementi vengono associate le proprietà dei materiali e le caratteristiche geometriche strutturali del modello. I modelli FEM possono essere creati usando elementi di vario tipo: monodimensionali (travi 1D), bidimensionali (shell 2D) o tridimensionali (solidi 3D).
Definita la mesh e le caratteristiche elastiche del sistema, è possibile simulare le condizioni di lavoro reale, applicando varie condizioni di carico e vincolo al modello, tra cui:
- Carichi puntuali (forze, momenti, spostamenti, velocità, flussi)
- Carichi distribuiti (pressione, temperatura e flusso termico)
- Carichi inerziali (accelerazione statica e angolare, velocità)
L’analisi a elementi finiti può essere utilizzata nella progettazione di nuovi prodotti o per perfezionare un prodotto esistente, assicurando che il progetto sia in grado di rispettare le specifiche prestazionali prima di andare in produzione. Infatti, l’utilizzo di modelli matematici, di un software di analisi e del calcolatore elettronico permette di studiare molte varianti del progetto, con tempi e costi decisamente inferiori rispetto ai tentativi che possono essere effettuati sul prototipo fisico. Da un punto da un punto di vista pratico, l’analisi FEM consente di:
- prevedere e migliorare le prestazioni e l’affidabilità di un prodotto
- ridurre il ricorso a prototipi e collaudi fisici
- valutare diversi progetti e materiali
- ottimizzare i progetti e ridurre il consumo di materiali
I software di analisi FEM agli elementi finiti si prestano a risolvere numerosi tipi di equazione. Rimanendo in ambito strutturale, con un modello FEM è possibile eseguire le seguenti verifiche:
- Analisi Statica Lineare: permette di determinare lo stato di deformazione e di sollecitazione nel caso di piccoli spostamenti e di materiale lineare elastico.
- Analisi Statica Non Lineare: permette di superare il limite delle ipotesi del calcolo lineare.
- Analisi Dinamiche: per determinare il comportamento del sistema sia sotto l’azione di carichi armonici (vibrazioni), sia carichi transitori.
- Analisi di Buckling: indica il fenomeno dell’instabilità elastica, che nel caso delle travi snelle prende anche il nome di carico di punta.
- Analisi Termica: per calcolare l’andamento dei flussi termici per conduzione all’interno dei solidi, approssimando convezione a irraggiamento.
Il Calcolo Strutturale con il metodo degli Elementi Finiti può essere applicato a tutti i dispositivi, le macchine, le strutture che sono soggette all’azione di carichi esterni e di cui debba essere verificata la resistenza strutturale e determinato lo stato di deformazione. Tra i problemi che è possibile affrontare con l’analisi strutturale FEM:
- Calcolare il livello delle sollecitazioni e lo stato di deformazione di strutture in carpenteria metallica, coperture, antenne per telecomunicazioni civili e militari.
- Eseguire verifiche di dettaglio in flange con giunti bullonati, tenendo conto del precarico della vite.
- Simulare correttamente la distribuzione degli sforzi di contatto in un collegamento albero-mozzo.
- Progettazione in presenza di grandi spostamenti (tenso-strutture, membrane, trattazione di problemi post-instabilità, simulazione di cinematismi, etc.).
- Progettazione in campo non-lineare del materiale.
- Studiare e Ottimizzare le prestazioni di un componente realizzato in materiali compositi laminati.
La realizzazione della griglia di calcolo (mesh) è una fase cruciale dello sviluppo di modello agli elementi finiti in quanto l’accuratezza e l’efficacia dell’analisi dipendono direttamente dalla qualità della mesh. La fase di meshing, anche se effettuata tramite software di modellazione FEM di ultima generazione, rimane in molti casi la fase più lunga nell’ambito di un ciclo di verifica agli elementi finiti. Per questi motivi è spesso fondamentale che la realizzazione della mesh venga eseguita con strumenti affidabili, nei quali siano implementati i comandi necessari per trasferire nel modello le scelte ingegneristiche, la schematizzazione e la semplificazione della geometria CAD e delle condizioni al contorno operative desiderate dall’utente.