Per studiare la resistenza meccanica dell’elemento elastico, sono state effettuate due analisi di sollecitazione statica nelle posizioni di apertura e chiusura della valvola. Per le analisi FEM è stato utilizzato il software Autodesk Inventor. Lo studio riguarda tre componenti: l’elemento elastico, il perno e il tubo. Abbiamo ritenuto opportuno assegnare un vincolo di tipo incastro al perno e al tubo, mentre per quanto riguarda l’elemento elastico abbiamo optato per un vincolo di contatto con le facce laterali del perno. È stata impostata una mesh con dimensione media di 0.08 e minima e un infittimento locale di 0.08 mm sul foro della piastra.

Valvola chiusa

In condizioni di valvola chiusa, l’elemento elastico è sottoposto ad un precarico. Il precarico serve a vincere una pressione di 3 bar proveniente dal basso. Per considerare anche il richiamo elastico della membrana presente tra martelletto e tubo, tale pressione è stata aumentata del 10%. Il risultato dell’analisi è un sollevamento del martelletto di 0,9 mm e sollecitazioni massime inferiori ai 40 MPa. Il precarico necessario, quindi, è stato calcolato partendo dallo spostamento ricavato.

 

Valvola aperta

Quando la valvola è aperta, oltre al precarico, all’elemento elastico viene imposto un sollevamento di 1,50 mm, corrispondenti ad una forza verticale di 1,787 N. Nonostante l’aumento delle forze in gioco e delle deformazioni, gli sforzi equivalenti di Von Mises rimangono nei limiti di snervamento del materiale, equivalenti a 70 MPa. Nel caso sia necessario, a discapito di un aumento dei costi di produzione, si potrebbe utilizzare una plastica PPS più resistente. La forza richiesta al filo SMA, per l’equilibrio dinamico sulla ruota, è di 5,957 N, tenendo conto di un coefficiente di perdita per gli attriti pari a 1,1.