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Analisi sismica in code_aster: parte 1 – analisi modale

EN | Seismic Analysis with code_aster: part 1 – modal dynamic analysis

IT | La risposta sismica lineare delle strutture civili può essere valutata attraverso l’approccio RSA (Response Spectrum Analysis): nella pratica è una delle metodologie più utilizzate per il dimensionamento degli elementi strutturali alle azioni del terremoto. Tale approccio consiste principalmente di due fasi:

  • analisi modale, per l’identificazione del comportamento dinamico “vergine” della struttura;
  • risposta spettrale, in funzione dell’input sismico, sotto forma di “spettro” di risposta, che dipende principalmente dal sito in cui la struttura è collocata.

Entrambe le funzionalità sono disponibili all’interno dei comandi di code_aster. In questo articolo illustreremo la prima fase, ossia come generare l’analisi modale con CALC_MODES.

EN | The seismic behaviour of civil structures can be evaluated with the help of the RSA (Response Spectrum Analysis) approach: in application, this is one of the most used techniques to check the structural elements under seismic effects. It consists in two main phases:

  • the modal analysis, to identify the dynamic behaviour of the structure;
  • the response spectrum, to characterize the dynamics with the earthquake input (spectrum).

Both functionalities are present among the code_aster commands. In this article, we will illustrate how to deal with the first phase, with the CALC_MODES command.

Forme modali di una struttura semplice. | Modal shapes of a simple civil structure.

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Corso code-aster avanzato

Vengo a segnalare il corso avanzato su code-aster che si terrà a Modena il prossimo novembre presso l’associazione conoscerelinux.

Attraverso lo svolgimento di un esercizio si introdurrà l’uso delle travi multifibra di code-aster. Si definirà la sezione generica della trave con gmsh e si calcoleranno le proprietà della trave con code-aster. Con salome meca si disegnerà un telaio, se ne realizzerà la mesh, si imposterà lo studio con aster study e si analizzeranno i risultati con paraview.

Per ulteriori informazioni invito a visitare il sito dell’associazione conoscerelinux al link seguente:

https://conoscerelinux.org/courses/code-aster-avanzato/

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Applicazione di forze concentrate

Almeno una volta nella vita di un ingegnere capita la necessità di applicare delle forze concentrate di grossa entità in un modello bi o tri-dimensionale (ad esempio quando trattiamo la verifica di nodi complessi in acciaio su cui dobbiamo applicare forze derivanti da un modello a travi), cosa che può generare singolarità in termini di risultati, a meno che non venga correttamente gestito distribuendo le forze sul loro reale dominio di applicazione.

Applicazione di forze concentrate alla sezione di sommità su un elemento pilastro 3D incastrato alla base.
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Notizie dallo SMUD 2019

Giovedì 14 marzo si è tenuto lo SMUD (Salome Meca Users’ Day) 2019, l’evento parigino dedicato agli utenti di code_aster e di salome_meca, interni ed esterni alla casa madre EDF. La celebrazione del trentennale del codice è stata interessante e ha riepilogato i maggiori passi compiuti dagli albori fino alle migliorie annunciate per la nuova versione.

La tavola rotonda dedicata ai capo-progetto del passato dello sviluppo di code_aster e salome_meca.
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Potenza irradiata equivalente

In questo post esaminiamo alcuni post-processing con il modulo Paravis, in particolare proviamo ad ottenere alcuni risultati mostrati in questo articolo per la potenza irradiata equivalente (ERP, in inglese “equivalent radiated power”). Si tratta di un’analisi semplificata per ottenere la potenza del rumore emesso da una superfice vibrante alle varie frequenze. Dato che non viene fatto un vero e proprio calcolo acustico (peraltro possibile con Code_Aster) l’analisi è valida solo in certe ipotesi (onde piane, lontano dai bordi, nessuna presenza di eco, velocità del fluido uguale a quella del materiale in prossimità della struttura etc.). Il vantaggio è che non occorre calcolare la pressione del fluido ma solo fornire alcuni parametri, basta il campo di velocità. Per prima cosa effettuiamo un’analisi di risposta in frequenza con Code_Aster, come abbiamo già visto in un post precedente.

Questo problema riguarda una piastra semplicemente appoggiata lungo i lati (traslazioni bloccate, rotazioni permesse) e caricata con una pressione uniforme (la stessa a tutte le frequenze esaminate). Non è presente in questo problema alcuno smorzamento, quindi la risonanza al primo modo sarà limitata solo da uno smorzamento numerico, in questo caso esamineremo la frequenza di 25 Hz.

Campo ERP in Decibel (per ogni cella)
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Deformazione elasto-plastica

In questo post vedremo un esempio semplice di calcolo elasto-plastico, tratto da questo articolo. Per i dettagli sui passi più comuni dello studio (definizione delle condizioni ai limiti, esecuzione, etc.) si rimanda ai post precedenti, in questo articolo verranno mostrati solo i passi più importanti per l’analisi.

Ciclo di carico e scarico (tensioni e deformazioni di un singolo nodo)
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Assemblaggio di mesh e proiezione di campi

Questo post riprende un articolo apparso alcuni anni fa su CEALinux e scritto da Claus Andersen. I comandi sono stati aggiornati alla versione attuale di Code_Aster.

Risultato del calcolo sull’assemblaggio

Lo scopo è vedere come si possono assemblare diverse mesh costruite separatamente (in modo non conforme, cioè i nodi non sono necessariamente coincidenti). Le ragioni per utilizzare queste tecniche sono diverse, per esempio per semplificare l’operazione di meshing o semplicemente per voler lavorare solo su alcune parti di una struttura. Di seguito le parti da assemblare e lo schema di montaggio. Nello stesso studio si vedono altri concetti, come la conversione della mesh in elementi quadratici, la proiezione di un campo etc.

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Gmsh e Salome : mesh cross-patch

In questo post esaminiamo una funzionalità poco conosciuta, ma a volte molto utile, nelle capacità di mesh di Salome: la possibilità di ignorare certi elementi geometrici. Spesso le geometrie contengono, per costruzione, elementi che ne rendono difficile una mesh corretta: parti troppo piccole, segmenti di linea spezzettati, etc. Il mesher, normalmente, deve rispettare ogni elemento geometrico.

Esistono strumenti in Salome per “riparare” una geometria (unire alcune facce, eliminare segmenti intermedi, …) ma a volte non è possibile o è molto costoso. Un’alternativa consiste nell’usare un algoritmo di meshing fornito da Gmsh. Gmsh è un software open source prodotto all’Università di Liège, in Vallonia (Belgio). Ci sono state alcune integrazioni reciproche di algoritmi tra Salome e Gmsh, tra cui quella che viene mostrata qui.

Apriamo una geometria di esempio: si possono notare molte linee di costruzione.

Geometria di esempio per la costruzione della mesh
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