フォス - 安全係数

[Vmax]

il fos che restituisce il codice di calcolo è il rapporto smax/smal, quindi deve essere in ogni punto superiore o almeno uguale al fos minimo prescritto da normativa oppure che decidi tu. per applicazioni dove il peso non è un fattore determinante si sale anche a fos di 5 ed oltre, dove il peso è un fattore si scende a 2-3. anch'io non scenderei mai sotto il 2-2,5.
in spiccioli, puoi pensare: più sale il fos più mi cautelo da imprecisioni di lavorazione, materiale, progetto, a spesa del peso; più il fos scende, risparmio peso ma mi cautelo meno, quindi devo essere preciso nella progettazione, i materiali e le lavorazioni devono essere di qualità.

ciauz

 

[stef_design]

il fos che restituisce il codice di calcolo è il rapporto smax/smal, quindi deve essere in ogni punto superiore o almeno uguale al fos minimo prescritto da normativa oppure che decidi tu. per applicazioni dove il peso non è un fattore determinante si sale anche a fos di 5 ed oltre, dove il peso è un fattore si scende a 2-3. anch'io non scenderei mai sotto il 2-2,5.
in spiccioli, puoi pensare: più sale il fos più mi cautelo da imprecisioni di lavorazione, materiale, progetto, a spesa del peso; più il fos scende, risparmio peso ma mi cautelo meno, quindi devo essere preciso nella progettazione, i materiali e le lavorazioni devono essere di qualità.

ciauz

grazie mille, sei stato molto chiaro

 

[Whooring]

tieni presente che comunque un fos elevato non ti librea dal fare una buona progettazione anche perchè meglio progetti più è performante il pezzo

 

[Kakisan]

sei stato molto chiaro vmax, solo una cosa. quando dici che il valore di fos va da 2,5 a 10 cosa significa? che un valore di 2 mi tutela di più

in una guida di cosmos scrivono:
a factor of safety of 1.0 at a location means that the material is just starting to yield. a factor of safety of 2.0, for example, means that the design is safe at that location and that the material will start yielding if you double the loads on the model.

traducendo: un fattore di sicurezza di 1.0 in un punto significa che il materiale sta iniziando lo snervamento. un fattore di sicurezza di 2.0, per esempio, significa che il modello è sicuro in quel punto e che il materiale inizierà lo snervamento solo se si raddoppia il carico sul modello.

mi spiegate meglio la frase
io pensavo che più si alza il fos e più si è tutelati.
esempio se uso un fos di 10 sono più tutelato da un fos di 2. no

ciao a tutti,
mi lancio anche io nell discussione.
allora, il fattore di sicurezza è un valore numerico che puoi decidere a priori o che puoi valutare al termine di un progetto.
facciamo un esempio: tu devi progettare un albero di rinvio per un cambio a due velocità.
avrai quindi sull'albero due ruote dentate, per semplicità a denti dritti.
la coppia esercitata su una delle due ruote genererà sui denti due forze, una per ogni piano ortogonale. la stessa coppia verrà trasmessa dalla seconda ruota su un altro ingranaggio, generando altre due forze sugli stessi piani ortogonali.
dovrai quindi valutare le sezioni dell'albero in funzione delle 4 forze agenti.
un albero di questo tipo presenterà vari spallamenti per l'inserimento delle ruote, le battute, le filettature, i cuscinetti e le cave di scarico.
a questo punto, calcolata la tensione in ogni sezione dell'albero vai a confrontarla con la tua tensione massima ammissibile (quella di snervamento ad esempio) facendo il rapporto tra le due, quindi tensione massima nella sezione / tensione massima ammissibile.
se il numero che ne esce ti soddisfa continui al progettazione, altrimenti modifichi le sezioni fino a quando i conti non tornano.
però non hai finito, infatti a questo punto devi andare a calcolare le tensioni sui punti critici, cioè i raccordi tra gli spallamenti (che ci devono essere) e le gole di scarico delle filettature. questo perchè, come spero tu sappia, i raccordi sono dei punti dove si nahho delle notevoli concentrazioni di tensioni, che puoi calcolare avvalendoti dell'aiuto del manuale del perito o dell'ingegnere, cercando quei grafici che forniscono il moltiplicatore delle tensioni su modelli noti (piastre intagliate e alberi con gole di scarico.. ma ce ne sono tanti altri), moltiplicando tale fattore per la tensione puntuale che avevi stimato precedentemente vai a calcolare la tua tensione massima, che confronterai con quella ammissibile, calcolando il fattore di sicurezza nelle sezioni critiche.
http://www.pcm.unifi.it/lavorisalerno/art_021.pdf
http://www.pcm.unifi.it/lavorisalerno/art_142.pdf
http://pcm.dmti.unifi.it/aias2007/pdfmemorie_aias/m000064.pdf
http://www.aiasonline.org/aias2005/articoli/art126.pdf


se ti soddisfa hai finito il progetto ( ameno che tu non volgia metterti a progettare anche a fatica) altrimenti modifichi i parametri dell'albero.
io non ho mai plottato il fos nelle analisi, me lo valutavo da solo guardando i risultati delle tensioni di von mises dello stress principale...e attenzione, ricordati che gli spigoli vivi per un fem sono delle discontinuità, quindi come se dividessi un qualsiasi numero per 0...vale a dire ottenere un numero infinito.
se su una piastra con intaglio a v caricata a trazione vai a infittire la mesh sull'intaglio il risultato che otterrai sarà una tensione che aumenta all'aumentare del nuemrod i nodi in quella zona...
ciao e non mazzatemi se ho scritto qualcosa che non va!
gian

 

[stevie]

in tutta questa discussione non ho letto una bella parolina...fatica!
non mi direte che nel dimensionare un componente non tenete conto del comportamento a fatica dello stesso spero.
il coefficiente di sicurezza va bene in fase di predimensionamento, ma da solamente un'indicazione molto approssimata della distribuzione delle sollecitazioni nel pezzo considerando anche che in meccanica molto raramente si ha una rottura statica per sovrasollecitazione oltre il carico ammissibile ma la maggior parte delle rotture avviene per fatica e/o usura e fenomeni combinati. quale sarebbe la regola fondamentale per cui il fos deve essere almeno 2.5 poi? nessuno mi impedisce di progettare un particolare caratterizzato da un fos di 1.1 per esempio ed è importante sottolineare come poi il fos dipenda anche dal criterio di verifica, insomma quello che vorrei sottolineare è che il fos sostanzialmente è un coefficiente di ignoranza, può essere utile per escludere a priori un disegno insufficiente ma non mi tutela in alcun modo sulla bontà del progetto, in particolare dal punto di vista del comportamento a fatica e anche dal valore delle deformazioni ammissibili. i particolari di una macchina utensile destinata a lavorazioni di precisione centesimali probabilmente hanno fos ben superiori a 10, perchè in quel caso il problema basilare è contenere le deformazioni in lavorazione al di sotto degli stessi valori di tolleranza di precisione e posizionamento della macchina stessa (e si parla di micron).
non banalizziamo il dimensionamento e verifica di un componente a un grafico blu e rosso

 

[Whooring]

nessuno banalizza il problema in rosso e blu, il problema della fatica non va mai trascurato ma come ben saprei non tutti hanno le conoscenze (metodo del serbatoio etc) per affrontare tale problema in modo serio anche perchè spesso sono studi complessi (ammeno che tu non abbia il classico alberino o travetta con una sola forza) e quindi è consigliabile tenersi un punto di coeff in più e stare tranquilli.
se tu vuoi progettare con fos 1.1 sei libero di farlo ma ti assumi i tuoi rischi (molto elevati) e se ti si sfascia tutto poi non ti lamentare.
per applicazioni come macchine utensili od in generale componenti che lavorano con carichi non banali magari in rotazione, traslazione o ancora meglio in rototraslazione ancora più importanti sono le vibrazioni e quindi l'effetto della risonanza.
questo studio non è banale e richiede ancora più competenza e mezzi evoluti (software visto che a mano nn la vedo facile in casi complessi).
ora bastonatemi

vedo che una discussione sul fos e diventata una di fine meccanica applicata

 

[stef_design]

il coefficiente di sicurezza è una di quelle cose che non mi capita mai di usare. nel 99% dei casi lo stesso vonmises è un parametro troppo sintetico e devo visualizzare sul modello gli forzi massimo e minimo proincipale.

scusa mi puoi spiegare meglio. perchè vonmises è un parametro troppo sintetico, già con esso visualizzi gli sforzi max e min.
il fos, secondo me, dovrebbe essere applicato sempre in tutte le simulazioni di resistenza.
se con vonmises vedo che il mio componente si plasticizza o si rompe (e non voglio), magari con il fos il mio componente non si rompe più.

 

[Matteo]

scusa mi puoi spiegare meglio. perchè vonmises è un parametro troppo sintetico, già con esso visualizzi gli sforzi max e min.

ciao. il criterio di vonmises (come tutti i cirteri di resistenza) fa riferimento a un parametro "critico" del materiale (per certi criteri è l'energia di deformazione, per altri il risultato di "operazioni" fra gli invarianti ecc.) la cui scelta non è sempre la migliore (es. con i materiali compositi, oppure quando è presente un qualsiasi tipo di anisotropia). un esempio pratico: vonmises non mi permette di capire se uno sforzo di, per esempio, 100mpa è di compressione o di trazione (questo fra grande differenza se vogliamo tenere conto della fatica).

il fos, secondo me, dovrebbe essere applicato sempre in tutte le simulazioni di resistenza.
se con vonmises vedo che il mio componente si plasticizza o si rompe (e non voglio), magari con il fos il mio componente non si rompe più.

tieni conto che il fos è un rapporto tra una grandezza "indice del pericolo" (per esempio vonmises) e una grandezza ammissibile,ma la scelta di entrambe queste grandezze è molto legata alla sensibilità del progettista, quindi penso che sia pericoloso usarlo "in automatismo".

altra considerazione (non riferita al tuo post ): spesso si parla di valori che superano la plasticizzazione ottenuti da un calcolo fem. attenzione: in un calcolo fem normalmente si parte dall'ipotesi di essere in campo elastico lineare: se volessimo essere rigorosi dato un rp02 di 200mpa, se leggiamo nei risultati del fem valori di 400mpa, il calcolo andrebbe ripetuto nelle ipotesi di non linearità (iterazioni, step...) a meno di non "valutare" che questi "hotspot" non sono significativi. in altre parole: l'esperienza e la sensibilità del progettista sono sempre da tenere in considerazione più di ogni "algoritmo" (fos,vonmises).

 

[Kakisan]

in tutta questa discussione non ho letto una bella parolina...fatica!
non mi direte che nel dimensionare un componente non tenete conto del comportamento a fatica dello stesso spero.
il coefficiente di sicurezza va bene in fase di predimensionamento, ma da solamente un'indicazione molto approssimata della distribuzione delle sollecitazioni nel pezzo considerando anche che in meccanica molto raramente si ha una rottura statica per sovrasollecitazione oltre il carico ammissibile ma la maggior parte delle rotture avviene per fatica e/o usura e fenomeni combinati. quale sarebbe la regola fondamentale per cui il fos deve essere almeno 2.5 poi? nessuno mi impedisce di progettare un particolare caratterizzato da un fos di 1.1 per esempio ed è importante sottolineare come poi il fos dipenda anche dal criterio di verifica, insomma quello che vorrei sottolineare è che il fos sostanzialmente è un coefficiente di ignoranza, può essere utile per escludere a priori un disegno insufficiente ma non mi tutela in alcun modo sulla bontà del progetto, in particolare dal punto di vista del comportamento a fatica e anche dal valore delle deformazioni ammissibili. i particolari di una macchina utensile destinata a lavorazioni di precisione centesimali probabilmente hanno fos ben superiori a 10, perchè in quel caso il problema basilare è contenere le deformazioni in lavorazione al di sotto degli stessi valori di tolleranza di precisione e posizionamento della macchina stessa (e si parla di micron).
non banalizziamo il dimensionamento e verifica di un componente a un grafico blu e rosso

ti dò perfettamente ragione, ma forse non è che non ne avevamo tenuto conto, ma non volevamo dilungarci troppo o entrare troppo a fondo nel problema.
comunque l'esempio che ho fatto io dell'albero, dopo il dimensionamento statico va opportunamente ricalcolato a fatica, confrontando i valori ottenuti con quelli derivanti dalle prove a fatica sui provini per n milioni di cicli...e qui il coefficiente di sicurezza inevitabilmente cala...
naturalmente la pratica e l'esperienza danno un grosso aiuto, specialmente quando si vanno a tenere in considerazione parametri derivanti dalle lavorazioni.
ps:bellissima quella dei coefficienti di ignoranza, li chiamava così anche un mio professore dell'università.

 

[Kakisan]

scusa mi puoi spiegare meglio. perchè vonmises è un parametro troppo sintetico, già con esso visualizzi gli sforzi max e min.
il fos, secondo me, dovrebbe essere applicato sempre in tutte le simulazioni di resistenza.
se con vonmises vedo che il mio componente si plasticizza o si rompe (e non voglio), magari con il fos il mio componente non si rompe più.

beh, io se fossi in te non andrei a plottare il fos sul software, plotterei la tensione equivalente massima e lo sforzo massimo principale. da quelli poi valuterei il fos in punti significativi, filtrando opportunamente eventuali problemi del sofwtare.
non prendere tutto quello che sputa il fem come oro colato...devi imparare a valutare i risultati.
inoltre, vedo che sei dal veneto come me, ma dove stai facendo l'università?
ciao
gianluca