Ottenere risultati di tensione affidabili con una mesh Abaqus ben progettata è fondamentale per prendere decisioni ingegneristiche accurate, garantire la sicurezza strutturale e ottimizzare le prestazioni dei progetti.
Nel caso di Abaqus, la precisione non dipende solo dalla costruzione del modello e dall’esecuzione della simulazione: è la qualità della modellazione e la corretta configurazione dell’analisi a fare la differenza. In questo caso, la mesh Abaqus gioca un ruolo fondamentale. Una discretizzazione ben progettata, con un’adeguata scelta degli elementi e del livello di raffinamento, consente di ottenere risultati precisi senza compromettere l’efficienza computazionale.
Per questo, una corretta gestione della mesh è una competenza chiave per chi desidera ottenere simulazioni FEM affidabili e scalabili.
In questo articolo analizzeremo le tecniche fondamentali di meshatura per migliorare l’affidabilità e la precisione dei risultati di tensione nelle simulazioni condotte con il software Abaqus.
Mesh Abaqus accurata: scelta del tipo di elemento
La scelta del tipo di elemento è il primo passo nella generazione della mesh in Abaqus. È meglio utilizzare elementi solidi, shell, beam oppure una combinazione di questi?
Se l’obiettivo è ottenere la massima accuratezza, si potrebbe essere tentati di optare esclusivamente per elementi solidi. In fin dei conti, viviamo in un mondo tridimensionale: perché non rappresentare il modello nel modo più fedele possibile, evitando semplificazioni?
In realtà, diversi studi e validazioni dimostrano che elementi shell o beam, se selezionati correttamente, possono offrire risultati estremamente accurati, riducendo significativamente i tempi di calcolo e il consumo di risorse computazionali.
Ecco alcune linee guida generali:
- meshatura con elementi shell: indicata per corpi sottili a spessore uniforme, come lamiere, involucri o componenti in lamiera stampata;
- meshatura con elementi beam: perfetta per travi, tubolari e capriate, soprattutto quando la lunghezza del componente è almeno dieci volte superiore al diametro della sezione trasversale.
Caso di studio: beam a sbalzo con carico distribuito
Per illustrare quanto detto, consideriamo un semplice esempio: un beam a sbalzo lungo 1,5 m, con sezione quadrata 0,05 m x 0,05 m, soggetta a un carico uniforme di 200 N/m.
Formula della deflessione massima:
Deflessione massima (δ) = (qL⁴) / (8EI)
Dove:
- q = carico applicato = 200 N/m
- L = lunghezza del beam = 1,5 m
- E = modulo di elasticità = 50 GPa
- I = momento d’inerzia = (1/12)·b⁴ = (1/12)·(0,05)⁴ = 5,208333 × 10⁻⁷ m⁴
Calcolo della deflessione:
δ = (200 × 1,5⁴) / (8 × 50×10⁹ × 5,208333×10⁻⁷)
= 0,004860 m
= 4,860 mm
I calcoli ci dicono che la deflessione massima è di 4,860 mm (valore teorico di riferimento).
Se andiamo a modellare lo stesso beam in Abaqus utilizzando elementi solidi, ecco i risultati ottenuti al variare della dimensione della mesh:
Figura 1: Tabella dei risultati utilizzando elementi solidi
Successivamente, applicando la stessa analisi con elementi beam, possiamo confrontare l’accuratezza dei risultati in rapporto alle risorse computazionali richieste:
Figura 2: Tabella dei risultati utilizzando elementi beam
I risultati ottenuti evidenziano come, anche con un numero inferiore di elementi, la simulazione condotta con elementi beam in Abaqus sia in grado di restituire valori di deflessione molto vicini a quelli teorici. Questo dimostra quanto sia importante scegliere il tipo di elemento più adatto alla geometria e al contesto strutturale dell’analisi che si vuole condurre.
Abaqus si distingue per la sua capacità di gestire in modo avanzato queste scelte, offrendo un controllo preciso sulla qualità della mesh, la selezione degli elementi, i criteri di convergenza e le impostazioni del solver. Tuttavia, per ottenere simulazioni realmente efficaci, non basta affidarsi agli automatismi del software: è necessario comprendere a fondo il comportamento strutturale del componente, validare i risultati teorici e adottare una strategia di modellazione consapevole.
Dalla progettazione alla validazione: il ruolo di SIMULIA
Per le aziende che operano in settori altamente regolamentati o ad alto contenuto tecnologico, come l’aerospaziale, l’automotive o l’energia, la simulazione richiede qualcosa in più rispetto alla classica analisi lineare. È qui che entra in gioco SIMULIA, la piattaforma avanzata di simulazione di Dassault Systèmes che integra il solver Abaqus all’interno dell’ecosistema 3DEXPERIENCE.
Grazie a SIMULIA, è possibile affrontare con facilità analisi non lineari complesse, accoppiamenti multifisici, simulazioni transitorie, contatti altamente dettagliati e materiali avanzati. Il tutto con un’interfaccia collaborativa, pensata per connettere team tecnici, progettisti e manager all’interno di un’unica piattaforma centralizzata.
Affidati ai nostri esperti per scegliere la soluzione giusta
Che si tratti di analisi lineari semplici o di simulazioni strutturali complesse, la qualità della mesh in Abaqus può fare la differenza tra un risultato indicativo e una previsione affidabile.
Per le realtà che mirano a una simulazione più avanzata, scalabile e multidisciplinare, SIMULIA è la scelta ideale per affrontare sfide ingegneristiche complesse: maggiore controllo e una piattaforma integrata per gestire l’intero ciclo di simulazione, dalla fase progettuale fino alla validazione finale.
Che tu voglia perfezionare le tue simulazioni con una mesh Abaqus ottimizzata, oppure esplorare le potenzialità avanzate offerte da SIMULIA, il nostro team di esperti è al tuo fianco per supportarti in ogni fase del percorso.
Contattaci oggi stesso per una consulenza personalizzata: ti aiuteremo a individuare il software di simulazione più adatto alle esigenze del tuo team.
