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ensisengineering simulation system

ANALISI FEM

ENSIS fornisce una vasta gamma di analisi ad elementi finiti, con particolare rigurado alle analisi strutturali e termo-strutturali.

ENSIS utilizza l’analisi agli elementi finiti per simulare il comportamento di strutture complesse e dei suoi componenti nelle rispettive condizioni operative.



progetto

Il metodo agli elementi finiti è un procedimento di analisi numerica che consente di risolvere una vasta classe di problemi di ingegneria mediante la discretizzazione di una qualunque struttura e risolvendo le equazioni alle derivate parziali che descrivono qualsiasi fenomeno fisico: strutturale, termico, fluidodinamico, acustico, magnetico, etc.
Esso rappresenta attualmente lo strumento di calcolo più potente a disposizione nel campo dell'analisi di problemi multifisici
Il vantaggio principale che il calcolo ad elementi finiti offre consta nel fatto che la modellazione virtuale elimina o riduce drasticamente la fase di prototipazione e ottimizza l’utilizzo dei materiali con conseguente abbattimento dei costi di produzione e riduzione dei tempi del "time-to-market".

Tuttavia i vantaggi offerti dall’utilizzo di questa tecnologia sono diversi e possono essere riassunti nei seguenti punti:

  • considerevole risparmio economico complessivo;
  • massima precisione dei risultati e conseguente aumento della sicurezza;
  • possibilità di ottimizzare la costruzione riducendo il materiale in eccesso ed il peso dell'intera struttura assicurando allo stesso tempo che il progetto risponda ai criteri di sicurezza;
  • possibilità di analizzare in tempi molto brevi ogni variante di una soluzione base per poi scegliere quella ottimale;
  • ampio credito da parte di Enti di certificazione nazionali ed internazionali;
  • miglioramento globale del prodotto;
  • ottimizzazione della struttura dal punto di vista della dinamica delle vibrazioni.


ANALISI STATICA

L’analisi statica viene utilizzata per la soluzione di tutti quei problemi in cui le forzanti esterne possono essere considerate indipendenti rispetto al tempo. Praticamente ciò significa che i carichi esterni (forze, temperature) vengono applicati alla struttura molto lentamente ed quindi è lecito considerarli ai fini dei calcoli come delle costanti. In tal modo si possono trascurare gli effetti inerziali e di smorzamento che sono invece importanti allorquando i carichi varino nel tempo.

Le analisi statiche si dividono in:

  • Lineari: diretta proporzionalità tra cause esterne e risposta del sistema, vale il principio di sovrapposizione degli effetti;

  • Non Lineari: la risposta del sistema dipende dalla storia delle sollecitazioni esterne, non vale più il principio di sovrapposizione degli effetti e il calcolo della soluzione diventa molto più oneroso.
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ANALISI DI STABILITA'

L’analisi di buckling o instabilità strutturale si occupa dello studio dei fenomeni che possono condurre una struttura al collasso senza che abbia raggiunto i limiti di resistenza del materiale.
Perché ciò accada si deve verificare una particolare combinazione tra intensità e direzione del carico, la geometria e il tipo di vincolo.

buckling
Tuttavia non necessariamente una struttura che arriva al carico di instabilità collassa, esistono particolari settori dell’ingegneria in cui vengono progettate delle strutture per lavorare appositamente in “post-buckling”.

Lo studio dell’instabilità delle strutture può essere affrontato in due modi diversi:

  • attraverso un’analisi elastico lineare per la determinazione del carico critico e del corrispondente modo di buckling.

  • attraverso analisi non lineare, generalmente nota come analisi di “post-buckling”, per l’individuazione del carico critico e del successivo percorso post-critico.

Si noti che l’analisi di buckling lineare rischia di sovrastimare il carico critico e quindi di non risultare conservativa.

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ANALISI DINAMICA

Le analisi dinamiche vengono impiegate allorquando non è più possibile considerare le sollecitazioni esterne indipendenti dal tempo. In tal caso, i carichi si possono suddividere in carichi di tipo deterministico, funzione del tempo e prevedibili in ogni istante, o non deterministico, descrivibili solo in termini statistici.

Le tipiche analisi dinamiche sono:

  • Analisi Modale: determinazione modi proprio della struttura;

  • Analisi della Risposta in Frequenza: caratterizzazione del comportamento dinamico di una struttura soggetta a carihi periodici;

  • Analisi Impatti / Transitori: utile per caratterizzare la risposta a dei sistemi soggetti a impulsi di carico;

  • Analisi Random: utilizzata quando i carichi applicati alla struttura sono descrivibili solo in termini statistici.
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ANALISI MULTIFISICA

Le analisi multifisiche prendono in considerazione l’interazione simultanea dei due o più fenomeni fisici. Tipici esempi sono le analisi

  • Termo-Strutturali che considerano i fenomeni della trasmissione del calore e dell’elasticità dei materiali.
  • Fluido-Strutturali che considerano l’accoppiamento tra fluido e struttura, come nel caso delle analisi di aeroelasticità.
  • Termico/Elettrico/Strutturale per effetto Joule
  • Magneto-Strutturali
In particolare nell’analisi termo-strutturale, differenze di temperatura in punti distinti del solido, fanno insorgere, in funzione anche delle condizioni al contorno, stati di deformazione e tensione che possono essere di notevole entità.
Tali analisi spesso presentano carattere di non linearità a causa delle variazioni delle proprietà termofisiche dei materiali al variare della temperatura, quali conducibilità termica e coefficiente di dilatazione.
Per rendere la simulazione più aderente alla realtà, nei casi di strutture complesse, è possibile modellare le resistenze di contatto termico tra i diversi corpi.
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