A cura di Redazione
Durante il processo di progettazione di dispositivi di rete per installazioni all’aperto, è sempre necessario valutare la stabilità sismica dei supporti per far fronte a potenziali terremoti. Risulta poi di particolare importanza la verifica di resistenza dei bulloni presenti per il vincolamento meccanico, al fine di assicurare la capacità di sopportazione ad eventuali fenomeni sismici. In questo articolo il focus sarà posto su questi componenti, ed al relativo comportamento in presenza degli specifici fenomeni. Le simulazioni FEM realizzate per compiere questa analisi di validazione sono state svolte tramite il software midas NFX.
Dettaglio della geometria della staffa e dei collegamenti bullonati.
Per la creazione del modello numerico, i punti di vincolo meccanico sono stati modellati utilizzando elementi RBE3 e specifici elementi “Vite” disponibili in Midas NFX, generando il modello ad elementi finiti per l’analisi FEM. Inoltre, per ottimizzare il tempo complessivo dell’analisi, i componenti interni del dispositivo sono stati modellati come elementi di massa concentrata, trascurando quindi i dettagli geometrici interni e mantenendo il focus dell’analisi sui supporti e sui bulloni. Questa semplificazione trova giustificazione e scopo negli obiettivi prefissati per l’analisi in questione, introducendo un errore di approssimazione trascurabile per i componenti oggetto di verifica.
Dettagli del modello numerico generato in Midas NFX:
(i). modello ad elementi finiti (ii). Elementi RBE3 e “Vite” (iii). Elementi di “massa concentrata”
Lo spettro di risposta in frequenza applicato per la validazione è conforme ai “Earthquake Test Methods” descritti nella normativa “Network Equipment – Environmental Test Method 5.4.1”. Le condizioni di carico ivi descritte sono state applicate per ogni direzione. Tuttavia, prima dell’analisi di risposta in frequenza è stata condotta un’analisi modale per individuare le proprietà dinamiche del componente in ciascuna direzione. Per migliorare l’affidabilità dell’analisi, l’analisi modale è stata eseguita fino a ottenere forme modali valide con un rapporto di partecipazione di massa superiore all’80%, risultando in forme modali da un minimo di 28 Hz ad un massimo di 775 Hz.
Rapporto di partecipazione in massa (%) per forma modale (#N°).
Una volta caratterizzato dinamicamente il componente in maniera completa, l’analisi di risposta in frequenza è stata fatta per calcolare le deformate e le sollecitazioni rispetto al range di frequenze calcolato tramite analisi modale f [28-775 Hz] per ogni direzione. L’analisi ha confrontato i valori massimi di sollecitazione con la resistenza a snervamento del materiale, permettendo il calcolo dei coefficienti di sicurezza dal punto di vista quantitativo, e la valutazione della stato di sicurezza del dispositivo nel complesso (i.e. validazione).
Risultati in output da Midas NFX: sforzi e deformazioni.
L’analisi in questione è stata svolta utilizzando il software midas NFX in quanto fornisce un database completo per diversi carichi sismici. Inoltre, tramite la sua interfaccia intuitiva ed unificata, midas NFX consente non solo ad analisti esperti ma anche ai progettisti di condurre analisi dirette e precise, in maniera semplice ma efficace.
Interfaccia di Midas NFX.
Questo articolo mette in evidenza l’imoprtanza di una validazione, anche in termini sismici, dei supporti di montaggio di dispositivi di rete, sottolineando l’importanza di una progettazione meticolosa, al fine di garantire sicurezza e affidabilità di fronte agli imprevedibili eventi sismici. Il caso applicativo è stato risolto tramite midas NFX, che mette a disposizione, oltre agli strumenti classici di modellazione agli elementi finiti, un solutore per l’analisi sismica e una interfaccia dedicata alla definizione degli spettri di carico cosi come una libreria aggiornata delle azioni sismiche prescritte dalle principali normative internazionali.