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D. Castagnetti, A. Spaggiari, E. Dragoni DISMI - Università di Modena e Reggio Emilia Gruppo di Lavoro AIAS Tecniche di Giunzione Reggio Emilia – 16-17.

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Presentazione sul tema: "D. Castagnetti, A. Spaggiari, E. Dragoni DISMI - Università di Modena e Reggio Emilia Gruppo di Lavoro AIAS Tecniche di Giunzione Reggio Emilia – 16-17."— Transcript della presentazione:

1 D. Castagnetti, A. Spaggiari, E. Dragoni DISMI - Università di Modena e Reggio Emilia Gruppo di Lavoro AIAS Tecniche di Giunzione Reggio Emilia – Aprile 2009 RICERCHE A REGGIO EMILIA SUI SISTEMI DI GIUNZIONE

2 AMBITO Calcolo di grandi costruzioni incollate Previsione del comportamento strutturale Metodologie efficienti agli elementi finiti Caratterizzazione adesivi

3 SOMMARIO Attività di modellazione Attività di caratterizzazione

4 SOMMARIO Attività di modellazione Attività di caratterizzazione

5 MOTIVAZIONE Veloce ma impreciso Preciso ma inefficiente Combinare i vantaggi dei due metodi

6 SCOPO Sviluppare metodi numerici semplici, efficienti, generali, portabili, precisi per analisi strutturale in grandi costruzioni incollate verifica a resistenza dellincollaggio previsione del collasso della struttura

7 METODO Modello intensivo Modello ridotto Tied nodes Cohesive elements

8 FASI ATTIVITA AnalisiComputazionaleSperimentale ElasticaX Post-elasticaXX

9 FASI ATTIVITA AnalisiComputazionaleSperimentale ElasticaX Post-elasticaXX

10 ANALISI ELASTICA Buona previsione delle tensioni elastiche (Castagnetti, Dragoni, IJAA 2008) B A A B

11 ANALISI POST-ELASTICA Buona previsione delle tensioni post-elastiche (Castagnetti, Dragoni, Spaggiari, in stampa su JAST) Tempo di CPU Riduzione media del tempo di analisi di 50 volte Spostamento (mm) Forza (N) Metodo EF completo Metodo EF ridotto Δ

12 FASI ATTIVITA AnalisiComputazionaleSperimentale ElasticaX Post-elasticaXX

13 FASI ATTIVITA Giunzione T-Peel Costruzione incollata complessa

14 FASI ATTIVITA Giunzione T-Peel Costruzione incollata complessa

15 METODO T-peel (ASTM-D 1876) Δ e t s a =0.1 b e Δ b t Tied nodes Codice EF commerciale: ABAQUS 6.7

16 Variabili+ Spessore aderendi, t (mm) 23 Lunghezza di incollaggio, b (mm) 8088 Materiale aderendi AcciaioAlluminio METODO 5 ripetizioni40 giunti Henkel Loctite 9466, 2K epoxy

17 METODO

18 CAMPAGNA SPERIMENTALE 40 giunti

19 AdesivoAderendi Tensione (MPa) Deformazione E = 1716 MPa = t = 3mm E=69 GPa E = 210 GPa t = 2mm Criterio di Von Mises Alluminio Acciaio METODO

20 RISULTATI (Acciaio) Forza (N) Spostamento (mm) Modello ridotto t = 2mm, b = 80mmt = 3mm, b = 88mm Prove sperimentali

21 RISULTATI (Allumino) t = 2mm, b = 80mm Forza (N) Spostamento (mm) t = 3mm, b = 80mm Prove sperimentali Modello ridotto

22 DISCUSSIONE Il Metodo ridotto evidenzia: Errore rigidezza e tensioni elastiche <10% Errore forza di picco <15% Errore sulla energia di deformazione <40% Forte riduzione del tempo di calcolo: analisi 2D 50 volte più veloce analisi 3D 350 volte più veloce

23 FASI ATTIVITA Giunzione T-Peel Costruzione incollata complessa

24 CONTENUTI Costruzione incollata complessa Simulazione efficiente agli elementi finiti Prove sperimentali a collasso Confronto preliminare numerico sperimentale

25 GIUNTO DI RIFERIMENTO F Campagna sperimentale sistematica Lato tubo quadro25 mm40 mm Lamierini basi02 Lamierini fianchi02 Adesivo 1.5 mm

26 GIUNTO DI RIFERIMENTO F Campagna sperimentale sistematica Lato tubo quadro25 mm40 mm Lamierini basi02 Lamierini fianchi02 Adesivo 1.5 mm

27 MODELLO NUMERICO Analisi esplicita: miglior prestazione per analisi a collasso AdesivoAderendi MaterialeHysol 9466 – 2K epoxyAcciaio Fe 510 Tipo elementoShellCoesivo Mesh0.4 mm0.8 mm Legame Bilineare incrudente σ MPa ε Cohesive Zone Model σ MPa 60 δ e δ f mm

28 MODELLO NUMERICO Modello ridotto Numero elementi: Numero g.d.l: Modello completo Numero elementi: Numero g.d.l: X

29 ALLESTIMENTO SPERIMENTALE Preparazione superficiale aderendi Deposizione adesivo Prova di flessione

30 CAMPAGNA SPERIMENTALE

31 RISULTATI Tubo integro lato 25 mm Plasticizzazione tubo Tubo integro lato 40mm Plasticizzazione tubo

32 Tubo incollato lato 25 mm Plasticizzazione tubo Tubo incollato lato 40mm Cedimento adesivo RISULTATI

33 Tubo incollato lato 25 mmTubo incollato lato 40mm RISULTATI

34 DISCUSSIONE Picco forza Rigidezza Energia Confronto numerico-sperimentale Rigidezza: errore <10% Forza di picco: errore <10% Energia assorbita: comparabile Tempo di calcolo: meno di due ore

35 CONCLUSIONI Modello agli elementi finiti con pochi gradi di libertà per Analisi strutturale di grandi costruzioni incollate Errori contenuti su rigidezza, tensioni e forze Tempi di calcolo contenuti

36 OUTLINE Attività di modellazione Attività di caratterizzazione

37 CARATTERIZZAZIONE ADESIVI Influenza spessore adesivo su resistenza statica Prove su giunzioni DCB

38 CARATTERIZZAZIONE ADESIVI Influenza spessore adesivo su resistenza statica Prove su giunzioni DCB

39 SCOPO Valutare influenza spessore adesivo su resistenza intrinseca a taglio

40 CAMPAGNA SPERIMENTALE Esecuzione randomizzata

41 CAMPAGNA SPERIMENTALE

42 RISULTATI Tensione tangenziale massima Scarsa influenza spessore

43 CARATTERIZZAZIONE ADESIVI Influenza spessore adesivo su resistenza statica Prove su giunzioni DCB

44 PROVE SPERIMENTALI SU DCB 2 adesivi: Hysol 9466, Hysol spessori adesivo Geometria secondo ASTM D ripetizioni

45 Contatti SVILUPPI FUTURI Simulazione prove di impatto su costruzioni complesse Ampliamento campagna di caratterizzazione adesivi


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