L’analisi FEA (Analisi Elementi Finiti) è un metodo computazionale usato in ingegneria, per simulare il comportamento di strutture, componenti e materiali sotto diverse condizioni di carico, temperatura e altri fattori. Si basa sulla suddivisione di un oggetto complesso in insieme di elementi più piccoli (elementi finiti), collegati tra di loro attraverso punti chiamati nodi. Questo approccio permette di risolvere equazioni complesse e ottenere risultati precisi.
Analisi strutturale e ottimizzazione con Autodesk Inventor Nastran
Con Autodesk Inventor Nastran è possibile eseguire simulazioni FEA, per analizzare il comportamento strutturale, termico e dinamico di componenti e assiemi complessi. Il programma combina il solver di Nastran – un motore di calcolo di riferimento nel settore dell’ingegneria – e la versatilità di Inventor, per analisi accurate in un ambiente integrato all’interno di Autodesk.
Il software è integrato con Autodesk Inventor, il che significa che gli utenti possono eseguire simulazioni direttamente nel software CAD, senza esportare file in altri programmi. Il programma, inoltre, ha un’interfaccia familiare per gli utenti Inventor.
Grazie alle simulazioni virtuali si riduce la necessità di test “fisici”, con un significativo risparmio di tempo e costi di prototipazione. È uno strumento fondamentale per la validazione e l’ottimizzazione di progetti ingegneristici.
Analisi FEA con Autodesk Inventor Nastran. L’analisi statica lineare
Le simulazioni FEA che possono essere fatte con Inventor Nastran sono diverse, le principali sono le analisi statica lineare, di fatica e vita a cicli.
L’analisi statica lineare è una delle tecniche più usate per valutare il comportamento strutturale di un componente sotto carichi statici. Questo tipo di analisi presuppone che il materiale di cui è fatto il componente segua un comportamento elastico lineare, ovvero la deformazione dovrà essere proporzionale al carico applicato, non supererà il limite di snervamento. Questo approccio è ideale per strutture rigide, soggette a carichi moderati. Autodesk Inventor Nastran permette di definire vincoli, forze e pressioni, eseguendo la discretizzazione con elementi finiti per calcolare tensioni, deformazioni e fattori di sicurezza. Un’analisi fondamentale per ottimizzare i prodotti, ridurre il rischio di guasti e per migliorare l’efficienza strutturale fin dalle prime fasi di progettazioni.
L’analisi statica può essere anche non lineare e si applica a materiali come plastiche e gomme.
Analisi di fatica e vita a cicli
L’analisi di fatica e vita a cicli serve per prevedere la durata di un componente soggetto a carichi ciclici. Considera l’accumulo di danno causato da variazioni ripetute di tensione e deformazione.
Questo tipo di analisi si basa su due approcci principali: il metodo SN (Stress – Life) e il metodo EN (Strain – Life). Il primo è utilizzato per materiali duttili e componenti soggetti a sollecitazioni elastiche, mentre il secondo è ideale per condizioni di fatica a basso numero di cicli, dove le deformazioni plastiche giocano un ruolo rilevante.
Autodesk Inventor Nastran permette di applicare carichi variabili (che cambiano nel tempo, come vibrazioni, oscillazioni, variazioni di pressione), definire condizioni al contorno (come il componente è vincolato e interagisce con l’ambiente), selezionare materiali con curve di resistenza a fatica note. Tre aspetti fondamentali che consentono a Autodesk Inventor Nastran di stimare la vita utile del componente e individuare le zone più vulnerabili alla fatica, aiutando a migliorare il design e prevenire guasti o malfunzionamenti.
Altre analisi FEA
Oltre all’analisi statica lineare (e non lineare) e a quella di fatica e vita a cicli, Autodesk Inventor Nastran permette di fare altre tipo di analisi FEA:
- Analisi dinamica. Consente di studiare le risposte di un sistema sottoposto a forze variabili del tempo, come vibrazioni e urti.
- Analisi termica e di trasferimento del calore. Fondamentale per simulare fenomeni come conduzione, convezione e irraggiamento, importante per quei componenti che sono soggetti a variazioni di temperatura.
- Analisi del contatto. Simula il comportamento di parti assemblate che interagiscono tra loro, tenendo conto di frizione e attrito.
- Analisi di buckling (instabilità strutturale). Utile per valutare il rischio di collasso strutturale in componenti soggetti a compressione.
Autodesk Inventor Nastran: ottimizzare i workflow
Autodesk Inventor Nastran è una soluzione avanzata per l’analisi FEA, perfetta per ingegneri e progettisti che hanno bisogno di simulazioni accurate e integrate direttamente nell’ambiente CAD. Grazie alla potenza del solver di Nastran e alla semplicità di Inventor, questo software è l’opzione ideale per chi vuole ottimizzare il proprio workflow di progettazione e validazione.
