Analisi FEM di un albero per riduttore bistadio mediante Solidworks Simulation

La seguente relazione finale si pone come obbiettivo quello di analizzare, tramite il metodo degli elementi finiti mediante il software Solidworks Simulation 2022, alcuni parametri per quanto riguarda la verifica a fatica e a deformabilità dell’albero di rinvio del riduttore progettato durante il corso di “Costruzione di macchine 1”. Dopo un’introduzione teorica del metodo agli elementi finiti (FEM in breve), vengono usati due semplici casi come addestramento all’uso del software, un telaio piano e una piastra forata. Nello specifico per il telaio si vuole determinare, sotto l’azione di un carico verticale distribuito e una forza laterale puntuale: la deformata in termini di spostamento dei nodi, le reazioni vincolari, i diagrammi di momento flettente, taglio e sforzo assiale ed eseguire le verifiche strutturali con il metodo delle tensioni ammissibili per il corrente superiore, le colonne e i controventi. Per la piastra forata sollecitata a trazione si vuole sfruttare tutte le simmetrie presenti per determinare il fattore teorico di concentrazione delle tensioni riferito all’area lorda K_tg, diagrammando il suo andamento al variare del numero di elementi lungo il bordo del foro ed infine confrontarlo con il valore presente nel manuale Peterson. Dopo aver completato l’addestramento si procede quindi con l’analisi dell’albero, determinando i coefficienti teorici K_t di alcune sezioni critiche per la vita a fatica e diagrammandoli in funzione del rapporto tra raggio di raccordo e diametro per confrontarli con il manuale Peterson; per quanto riguarda l’analisi della deformata dell’albero, si vogliono conoscere frecce e rotazioni utilizzando sia il modello 3D dell’albero, sia una sua semplificazione ad un elemento trave a sezione circolare, per poi fare un confronto tra i due modelli agli elementi finiti e i valori teorici calcolati con formule derivanti dalla teoria della trave.