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Analisi strutturale |
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Si è verificato che le parti ideate reggessero agli sforzi che si scaricano su di esse. In particolare si è osservato lo sforzo di von Mises, il fattore di sicurezza e lo spostamento dell’arco, dei giunti e della flangia. Queste verifiche sono state fatte nella situazione più svantaggiosa e quindi di massima sollecitazione possibile. Infatti si è tenuto conto dell’azione del vento sulla vela posizionando i boma in modo da avere un momento sul giunto che fosse il più alto possibile e si è tenuto conto del peso dell’arco e dei boma. |
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Per quanto riguarda l’arco, si può vedere dalle immagini (Fig. 1,2,3) come sia in grado di sostenere gli sforzi ad esso applicati. L’unico aspetto critico è lo spostamento che tocca un massimo di circa 6 cm. Questo spostamento si può comunque ritenere accettabile perché viene raggiunto solo nella situazione di massima sollecitazione dell’arco e quindi per la maggior parte del tempo non si arriverà a valori così elevati dello spostamento. Inoltre considerate le grandi dimensioni dell’arco, che sono di 5m di altezza per 2m di larghezza, si possono ritenere ragionevolmente trascurabili i 6 cm dello spostamento massimo. |
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Fig.1. Sforzo di von Mises sull’arco. Si raggiunge un massimo di 266,4 MPa. |
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Fig. 2. Fattore di sicurezza per l’arco. Il minimo fattore di sicurezza ottenuto è 2,59 quindi sufficiente (deve essere >1). |
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Fig. 3. Spostamento dell’arco. Si raggiunge uno spostamento massimo di 64,33 mm. |
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Fig.4. Sforzo di von Mises sul giunto. Si raggiunge un massimo di 661 MPa. |
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Fig. 5. Fattore di sicurezza per il giunto. Il minimo fattore di sicurezza ottenuto è 1,04 quindi sufficiente (deve essere >1). |
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Fig. 6. Spostamento del giunto. Si raggiunge uno spostamento massimo di 0,2345 mm. |
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Tutte le forze agenti sull’arco vanno a scaricarsi sull’albero del giunto che però come si può vedere dalle immagine (Fig. 4,5,6) riesce a reggere tale sollecitazione. Solo la forza che i pistoni esercitano in direzione perpendicolare all’arco si va a scaricare sul blocco nella parte superiore del giunto. L’alto valore dello sforzo massimo è dovuto all’intaglio, ma bisogna tenere conto che ci troviamo nella situazione più critica e che comunque il fattore di sicurezza è superiore a 1. |
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Fig.7. Sforzo di von Mises sulla piastra. Si raggiunge un massimo di 42649 MPa. |
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Fig. 8. Fattore di sicurezza per la piastra. Il minimo fattore di sicurezza ottenuto è 0,02. |
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Fig. 9. Spostamento della piastra. Si raggiunge uno spostamento massimo di 0,09279 mm. |
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Si nota che il fattore di sicurezza è molto basso quindi non sarebbe accettabile. Comunque si è deciso di considerarlo accettabile in quanto per realizzare l’analisi strutturale si è aumentato di mezzo millimetro lo spessore della parte di piastra racchiusa nella circonferenza visibile in Fig. 8. Questo procedimento è necessario per l’applicazione della forza che agisce in direzione perpendicolare alla piastra. Questo ,se pur piccolo, aumento di spessore dà origine ad una concentrazione degli sforzi in prossimità dell’intaglio che si viene a formare. Come si può vedere dalla figura 8 infatti la zona dove il coefficiente di sicurezza è minore di 1 si trova esattamente sull’intaglio appena citato. Per questo motivo si è ritenuto verosimile che nel caso in cui la piastra fosse piana, come effettivamente si presenta nella realtà, non ci sarebbe una concentrazione di sforzi così alta lungo la circonferenza e probabilmente il fattore di sicurezza sarebbe accettabile. Per lo stesso motivo si ha uno sforzo di von Mises eccessivo però molto concentrato lungo la circonferenza tanto da non essere visibile in figura 7. |
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Laboratorio progettuale CAD A.A 2010/11 |
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POLITECNICO DI MILANO |
