Deformazione massima di una piastra circolare sottoposta ad un carico uniformemente distribuito

Consideriamo una piastra circolare con un raggio e lo spessore h. La piastra è fissata e sottoposto ad un carico uniformemente distribuito con il q intensità (vedi figura).

Il modello elementi finiti di una piastra circolare bloccato sotto un carico uniformemente distribuito (grande deviazione)

Usiamo i seguenti dati iniziali: il raggio della piastra a 0,25 m, lo spessore della piastra h è 0,005 m, l'intensità q carico è 1E + 05 Pa.

Le proprietà del materiale sono E = 2.1E + 011 e n = 0,28.

Usiamo la seguente formula approssimata per calcolare gli spostamenti del centro piatto:

 
,
dove

è la rigidezza flessionale della piastra.

Risolvendo questa equazione per w0, si ottiene il valore di deformazione massima, che è previsto al centro della piastra: w0 = 2.3258E-003 m.

Dopo aver effettuato i calcoli (tenendo conto della non linearità) dalla AutoFEM Analysis i seguenti risultati sono stati ottenuti (numero di step di carico è di 6):

Tabella 1.Parametri della mesh ad elementi finiti

Tipo di elementi finiti

Numero di nodi

Numero di Elementi Finiti

Triangolo lineare

921

1712

Triangolo quadratico

3553

1712

Tabella 2. Risultato “Spostamento”

Spostamento (soluzione numerica) w0*, mm

Spostamento (soluzione analitica) w0, mm

Errore δ =100%*|w0*- w0|/| w0 |

2.3286

2.3258

0.12

2.3042

2.3258

0.92

Conclusioni:

L'errore relativo della soluzione numerica rispetto alla soluzione analitica è pari al 0,92% per elementi finiti quadratici.

 

*I risultati dei test numerici dipendono dagli elementi finiti della maglia e possono differire leggermente da quelli indicati nella tabella.

 

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