Software di calcolo strutturale: come funzionano?

In questo video sono riportati i passaggi che un software di calcolo strutturale compie, noto il modello della struttura e i carichi agenti su di essa, per ottenere i valori delle sollecitazioni, spostamenti e deformazioni.

Il calcolo a cui si fa riferimento è un calcolo di tipo elastico lineare, F= K ∙ δ: le sollecitazioni di un elemento F sono correlate, attraverso la sua rigidezza K, agli spostamenti δ.

• Nel risolvere un telaio piano, in cui ogni nodo è caratterizzato da tre gradi di libertà (due traslazionali e uno rotazionale), il primo step è la creazione della matrice di rigidezza locale della singola asta, a partire dalle sue caratteristiche geometriche e meccaniche.

La matrice locale creata, che ha dimensioni 6 x 6, può essere a sua volta divisa in sottomatrici 3 x 3, ognuna delle quali individua un nodo.

• Successivamente, la matrice di rigidezza locale, attraverso una procedura di trasformazione, viene definita nel sistema di riferimento globale della struttura, ottenendo la matrice di rigidezza globale, di ordine pari al numero di gradi di libertà di ogni nodo (3) per il numero di nodi.

La posizione occupata da ogni matrice locale in quella globale dipende dai nodi collegati alle estremità dell’asta che essa rappresenta.

• La matrice così ottenuta viene ulteriormente modificata, per tener conto della presenza dei vincoli esterni; la procedura effettuata è quella di annullare la riga e la colonna corrispondenti ai gradi di libertà che il vincolo blocca.
• Note le forze applicate e nota matrice globale, si calcolano gli spostamenti attraverso la relazione [F]=[K]∙[δ] e quindi, a partire da quest’ultimi, per ogni singola asta, riprendendo in considerazioni le soli matrici locali, si calcolano le sollecitazioni interne. La risoluzione del telaio piano può dirsi terminata.

In modo del tutto analogo i software di calcolo risolvono i telai tridimensionali, con la differenza che ogni nodo è caratterizzato da tre gradi libertà traslazionali e tre rotazionali.

Per maggiori informazioni o per ulteriori risorse visita la nostra sezione video oppure il blog dell’Ing. Marco De Pisapia.