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IperSpace 11: Modulo SPC
IperSpace
Mercoledì 13 Dicembre 2006

SPC (Section Property Calculator)

Con la versione 11 di IperSpace XP è incluso un applicativo veramente unico nel panorama di ricerca internazionale. Esso, per una sezione generica, anche pluriconnessa, determina tutte le caratteristiche inerziali, quali: Area, Momenti di Inerzia Ix, Iy, Ixy, e soprattutto i fattori relativi alla Torsione e Taglio: It e χx e χy, la cui determinazione implica la risoluzione di problemi matematici molto complessi.

Il disegno della sezione avviene a mezzo di un  piccolo CAD

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Impostazioni CAD

Trattandosi di disegno di sezioni in cemento armato, se le unità di misura sono cm, conviene definire una finestra di circa 120 x120 cm

Finestra di lavoro

Con i comandi che si hanno nel menu contestuale (tasto destro) cliccare su Zoom finestra

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Nella parte inferiore sulla riga di comando compare inserire il primo punto.

Si può scegliere -60, -60 per il primo punto e dopo aver battuto INVIO, per il secondo punto  60, 60.

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Dopo aver battuto INVIO abbiamo la finestra di lavoro che corrisponde a 120 unità in X e 120 unità in Y. Nel caso di  sezioni in acciaio conviene che le  unità siano  mm e quindi i valori da scegliere per la finestra di lavoro devono essere maggiori.

Cliccando direttamente sulla icona dello Snap a destra della griglia, apparirà il seguente dialogo dove è possibile attivare lo Snap e definirne l'ampiezza., possiamo fissare l'ampiezza dello snap a 5 o 10 cm.

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Successivamente è possibile rendere visibile la griglia cliccando sulla icona relativa.

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Disegno Sezioni

E' possibile importare direttamente un  file DXF dal Menù File o direttamente dalla relativa icona

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A) Sezioni costituite da polilinee

Per disegnare una sezione bisogna disegnare prima il contorno esterno e poi gli eventuali contorni interni con il comando polilinea cliccando "polilinea" dalla Voce Disegno del Menù contestuale (tasto destro del mouse) o  meglio direttamente sulla relativa icona.

La scelta 5 cm nella definizione dell'ampiezza dello Snap viene effettuata in base alle dimensioni della sezione in modo che tutti i punti del contorno si trovano su un punto della griglia. Si precisa al riguardo che il disegno può essere eseguito anche senza la griglia, ma fornendo direttamente le coordinate dei punti.

Nel nostro caso cliccare con il mouse sui punti corrispondenti della griglia.  Per chiudere un polilinea non cliccare sul nodo di partenza, ma con il tasto destro del mouse su Chiudi

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Analogamente si inserisce la polilinea interna che è un semplice rettangolo

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A questo punto possiamo salvare il disegno della sezione con un nome. Per far comprendere al programma che la sezione è cava bisogna:

a)      selezionare il contorno esterno

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Cliccare sulla polilinea che si desidera come contorno esterno, in questo caso sull'ellisse;   se la selezione è corretta nella finestra sotto quella di disegno nella  riga di comando c'è la richiesta obbligatoria di inserire il coefficiente  di Poisson, ad esempio 0.1; (esso è richiesto per il taglio e non serve  per la torsione).

b) Aggiungere eventuali buchi già disegnati  "Aggiungi contorni interni"; quando si è finito, si seleziona con il  tasto destro -> Fine.

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 E' ancora più semplice aggiungere i buchi in automatico, "Seleziona contorni interni in automatico", la procedura aggiunge tutte le polilinee chiuse contenute nel contorno esterno senza selezionarle.

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I contorni interni sono diventati di colore rosso e questa è interpretata dal programma come la vera sezione. La sezione viene salvata con un nome avente estensione .got.

Analisi della sezione

1)      Creare la mesh con il comando Crea Mesh

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In questo dialogo abbiamo la possibilità di scegliere il tipo di triangolo "Rettangolo" o "Generico". E' preferibile il triangolo generico perché l'elaborazione è più efficiente.

Per i triangoli rettangoli vanno impostati i valori Dx e Dy, mentre per quelli generici i valori del minimo angolo (per quanto è possibile) e della massima area. Se viene posto Maxarea=0, la mesh non è vincolata all'area.

I valori di Dx, Dy e Maxarea non devono essere molto piccoli per evitare mesh troppo fitte

2)      a questo punto è possibile visualizzare la mesh (Mostra Mesh). 

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Questa può essere eliminata dal disegno con il comando elimina Mesh del Menù Modifica.

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Nelle Opzioni Visualizzazione 2D prima di eseguire l'elaborazione, per evitare di stampare valori molto piccoli si può dare una certa tolleranza; per esempio se un valore è inferiore ad un centesimo porlo = 0.

3)      Risolvere la sezione (Risolvi)

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Dopo  la soluzione vengono stampate oltre alle caratteristiche anche dei parametri di test

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4)dopo aver risolto la sezione è possibile visualizzare una serie di caratteristiche:

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Scegliendo"Ingobbamento torsione"

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Quando si apre la finestra è possibile accedere ad un menu con il tasto destro per zoomare  e cambiare i parametri della finestra, in particolare se si attiva il Rendering Solido si ha una colorazione  stile Matlab,  Nel nostro caso basta cliccare su Zoom Tutto per vedere la figura  seguente

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Che rappresenta l'ingobbamento a torsione visto nel piano. Per vederla nello spazio 3D basta cliccare su "parallela" del Menù precedente.

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E' possibile vedere il campo vettoriale delle Tau unitarie (a meno di q*Mt/Ip)

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Per visualizzare in modo corretto tutte le immagini occorre cliccare su Zoom Tutto

Questa è solo una vista piana ed il rendering non ha effetto   perchè non vi sono  superfici da ombreggiare.

E' possibile visualizzare la funzione di Ingobbamento anche per  il taglio per Tx =1

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E le  linee di flusso per Tx =1

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B) Sezioni costituite da figure geometriche (Ellissi, cerchi, rettangoli, ecc.)

 

Sezione costituita da una ellisse esterna e da due cerchi interni

 

 
Nota

I contorni della sezione sono solo polilinee, quindi se disegniamo cerchi, ellissi, rettangoli, bisogna esploderli cliccando sull'apposita icona o sul comando del Menù contestuale.

a) Disegnare una sezione attraverso i comandi che si hanno nel menu contestuale (tasto destro) o cliccando direttamente sulla icona della ellisse e poi su quella del cerchio;

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E' stata disegnata una ellisse di raggio maggiore 50 cm e raggio minore 30 cm e due cerchi interni di raggio 20 cm.

Occorre esplodere, cliccando sulla icona relativa, le tre figure geometriche per farle  diventare polilinee.

Dopo aver selezionato l'ellisse ed i cerchi con il tasto destro del mouse cliccare su Fine.

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Ora sia l'ellisse che i cerchi sono diventati polilinee e quindi sono contorni di una sezione. Per trasformare il disegno in sezione occorre. Selezionare il contorno esterno e fornire il coefficiente di Poisson e poi  selezionare i contorni interni in automatico ottenendo la seguente sezione.

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Per Analizzare la sezione seguire i passi da 1 a 4 ottenendo:

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Ingobbamento Torsione

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Linee di flusso torsione

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Ingobbamento Taglio Ty = 1

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Linee di flusso taglio Ty = 1

C) Sezione importata da dxf

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Risultati del calcolo

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Ingobbamento per torsione

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Linee di flusso per torsione