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ROBOT Structural Analisys - Meshing
Published by Francesco Cusani on Mer, 06/07/2011 - 10:19
ROBOT Structural Analisys - Meshing
Dai vari incontri e dalle varie discussioni che ho avuto sul programma è uscito fuori che "tra le cose che contraddistinguono ROBOT c'è un algoritmo potentissimo alla base del disegno delle meshature".
Per capire meglio di cosa si tratta e quindi come lavora il programma ho fatto un piccolo approfondimento.
Le MESH sono una discretizzazione, attraverso la creazione di una griglia (mesh, appunto) composta da primitive - più comunemente elementi finiti -, di forma codificata: triangoli e quadrilateri per domini 2D, esaedri e tetraedri per domini 3D.
Questa discretizzazione è la caratteristica principale del metodo degli elementi finitI (FEM).
L’analisi di una struttura effettuata attraverso metodi numerici, vede nell’utilizzo del metodo degli elementi finiti il sistema più vantaggioso per lo studio dei problemi strutturali.
Cercherò di parlare di questi aspetti, descrivendo "semplicemente" e con terminologia "grezza" procedimenti e calcoli in realtà complessi, senza entrare troppo nello specifico. Il tutto richiederebbe studi molto più approfonditi, lontano dal mio percorso universitario. Perciò utilizzerò sià i guanti che le pinze...
Il FEM è in parole "povere" una tecnica numerica ideata per trovare soluzioni approssimative di problemi descritti da equazioni differenziali alle derivate seconde, che vengono poi ridotte ad un sistema di equazioni algebriche.
L'applicazione di questo metodo riguarda i corpi fisici che vengono suddivisi in un certo numero, anche grande, di elementi di forma definita e dimensioni contenute: ciascuno di questi singoli elementi verrà considerato come campo di integrazione numerica di caratteristiche omogenee.
Tutti i programmi che usano questo metodo sono dunque dotati di una libreria di elementi finiti (in campo elastico-plastico): aste, travi, lastre, piastre, elementi solidi meriterebbero ciascuno un approfondimento sulle loro caratteristiche.
Nel tentativo di confrontarmi con questa tecnica ho portato avanti un paio di prove con ROBOT structural analisys:
Solitamente le meshature vengono create automaticamente dal programma con parametri standard: una delle qualità di Robot, come abbiamo già detto, sta nell'abilità di creare rapidamente una mesh automatica su qualsiasi superfice e modificarla e rifinirla quando richiesto.
Se volessimo intraprendere la creazione di una mesh manualmente possiamo andare su Mesh EF - opzioni di generazione
Modello di calcolo del pannello
Possiamo scegliere il modello più adatto alle nostre esigenze di calcolo, oppure abbiamo la possibilità di crearne di nuovi, impostando parametri come: Rigidezza elestica, Legami rigidi dei nodi per il solaio, Traferimento dei carichi.
Opzioni avanzate di Meshatura
Con queste opzioni scegliamo tra i metodi di meshatura ammissibili - Coons (più semplice) o Delaunay (completo) - o lasciamo al programma la possibilità di scegliere automaticamente il modello di meshatura.
Una volta scelto il modello impostiamo i rispettivi parametri: il livello di approfondimento dei due diversi metodi ci permette i avere un buon controllo sul disegno finale delle Mesh.
A questo punto definiaimo sia in che modo debba avvenire la "Generazione della mesh" sia la tipologia degli "Elementi finiti" (ed il Metodo).
Emettitori
Definiscono nel punto di applicazione stabilito un incremento di densità della meshatura che può essere costante o variabile; il secondo rispetto al primo si differenzia per i parametri r1 e r2 che ci permettono di avere una migliore approssimazione
Consolidamento / Raffinamento /Qualità della Mesh
Ci aiutano a migliorare e a definire ulteriormente il disegno delle Mesh.
Errore
In un primo tentativo di modellazione ho però riscontrato un problema. Il mio disegno di meshatura si è rilevato errato: una definizione così accurata comporterà molte difficoltà alla analisi del nostro modello. La precisione delle mesh corre parallela con tutti gli altri elementi che servono a definire l'analisi; di conseguenza andrà migliorata notevolmente l'accuratezza con cui progetteremo e posizioneremo il carico. Uno sviluppo superficiale porterebbe a risultati errati in quanto, in un caso come questo, avremmo un carico che si sommerà per ogni punto che più approssima l'emettitore.
Francesco Cusani
