L’utilizzo della scatola elettrica e le sue modalità di incasso ci hanno suggerito una possibile analisi da effettuare sulla scatola stessa. Poiché questa viene inserita in un foro, che un muratore avrà preventivamente effettuato nel muro, abbiamo ipotizzato che il foro sia un poco più piccolo della scatola (ci sarà quindi leggera interferenza tra muro e scatola) e quindi abbiamo pensato di analizzare il comportamento della scatola se sottoposta a una deformazione imposta sul lato lungo della stessa. Attraverso l'utilizzo di Abaqus abbiamo cercato di effettuare quest’analisi. Dopo aver trasformato la nostra parte in formato .step l’abbiamo importata in Abaqus e abbiamo inserito ivalori del polimero HIPS nelle caratteristiche meccaniche del materale. Abbiamo quindi introdotto le deformazioni imposte, inizialmente di 3mm su ogni lato, verso l’interno della scatola. Abbiamo applicato una mesh abbastanza grossolana (di 6 mm), in modo che il calcolo fosse rapido. Il risultato che ne si è ottenuto è stata una deformazione di questo tipo (moltiplicata 3x)
Gli sforzi risultanti sono risultati sufficientemente bassi tranne che in alcuni punti, dove abbastanza stranamente si è raggiunto il carico di rottura della scatola
Abbiamo quindi deciso di ridurre la dimensione della mesh a 4mm, ma i risultati non sono stati quelli sperati. Infatti lo sforzo massimo è diminuito ma si è raggiunta comunque la rottura, sempre nei medesimi punti
Si è pensato di ridurre ulteriormente la mesh a 3mm ma il risultato è praticamente identico
Si è pensato quindi che il problema fosse nel come noi abbiamo affrontato il problema. Gli sforzi massimi sono risultati essere esattamente nei punti dove la nostra deformazione imposta iniziava e finiva. Probabilmente questo ha generato una discontinuità troppo netta nel materiale con conseguenti sforzi troppo elevati. Abbiamo quindi cambiato approccio al problema e invece della deformazione abbiamo imposto un carico noto, di 100000Pa, sulla stessa superficie sulla quale avevamo imposto la deformazione. Il risultato ottenuto infatti è stato decisamente migliore e la scatola non ha più presentato le zone critiche rilevate precedentemente e ovunque non si è raggiunta la rottura. Abbiamo ripetuto la simulazione, come nel caso della deformazione imposta, con 3 mesh diverse (6mm, 4mm e 3mm) per verificare la stabilità della nostra soluzione. Lo sforzo massimo è risultato essere praticamente costante per tutte e tre le mesh, verificando quindi che la soluzione ottenuta è stabile.
Ci siamo quindi chiesti che deformazioni si fossero raggiunte applicando questo carico. In questa immagine si vede che le deformazioni raggiungono i 10mm, più della precedente deformazione imposta. Abbiamo quindi più che verificato il nostro problema iniziale, ovvero se la scatola può resistere a deformazioni sui lati di 3mm.
A questo punto si è pensato di effettuare un’ultima analisi, poiché ci si è chiesti quale fosse l’utilità delle nervature sul fondo della scatola. Pensando fossero elementi pensati per irrigidire la struttura abbiamo confrontato le deformazioni della scatola con e senza le nervature.
Nella scatola senza nervature si è notata una maggiore deformazione sui lati ma soprattutto sul fondo della scatola. I risultati delle simulazioni mostrano una deformazione sulla parete di fondo quasi nulla nel caso della scatola con le nervature, mentre per quella senza si raggiungono 5 mm.