Bazzolo, Lorenzo (2021) Analisi e ottimizzazione di un modello FEM per le simulazione del processo di formatura del cerchione. Bachelor thesis, Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana.
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Abstract
Lo svolgimento del seguente progetto di semestre ha permesso di sviluppare e ottimizzare un modello FEM per la simulazione del processo di formatura a freddo, nel caso specifico della generazione di cerchioni per auto. Gli obbiettivi erano di ottenere un modello in grado di simulare il più fedelmente possibile tale lavorazione andando ad ottimizzarne il reticolo per permettere di ridurre il tempo di calcolo necessario alla risoluzione. Per la creazione del cerchione si è partiti da una lamina di geometria circolare avente uno spessore di 5.5 [mm] e diametro pari a 430 [mm], la quale è stata lavorata in sequenza all’interno di tre differenti passaggi. Ogni passo è stato analizzati singolarmente, tramite simulazione FEM, affinché si potessero determinare i parametri idonei per l’ottimizzazione. In particolare, nella prima parte del progetto, sono state prese in esame le differenti tipologie di elementi (Quadrilateri, Esaedrici e Tetraedrici) disponibili all’interno del programma, effettuando un confronto tra esse col fine di dimostrarne la più efficace in termini di risultati e tempistiche. Per ogni stadio di lavorazione sono stati applicati vincoli di simmetria, permettendo la simulazione di 1/4 e 1/8 di geometria; per i primi due passi si è potutosperimentare anche la simulazione 2D in quanto il pezzo finale di tale processo corrispondeva ad un solido di rivoluzione. Dal confronto è emerso che per i primi due stati di processo le simulazioni più idonee risultano essere le 2D, infatti permettono un notevole risparmio in tempo computazionale e offrono risultati con errori approssimati al 4% rispetto a simulazioni più precise, ad alto numeri di elementi. Il terzo stadio invece, essendo di natura molto complesso, dispone un numero minimo di elementi per poter essere ben definito; si è tratto che la soluzione migliore è quella che utilizza elementi esaedrici di dimensione 2.5 [mm]. Applicando la simmetria di 1/8 si riescono ad ottenere risultati molto precisi e in un tempo computazionale notevolmente inferiore rispetto all’utilizzo di 1/4 di geometria.
| Item Type: | Thesis (Bachelor) |
|---|---|
| Corso: | UNSPECIFIED |
| Supervisors: | Furger, Emian and Brianza, Christian |
| Subjects: | Meccanica |
| Divisions: | Dipartimento tecnologie innovative > Bachelor in Ingegneria meccanica |
| URI: | http://tesi.supsi.ch/id/eprint/3577 |
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