ProprietÃ nel breve periodo - Solvay Plastics

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Livelli di sforzo Informazioni sulla progettazione In questa sezione vengono presentati i principi base di progettazione nonchè alcune raccomandazioni generali allo scopo di fornire al progettista informazioni utili per lo sviluppo di nuovi componenti. La progettazione di un componente in materiale plastico ha l’obiettivo di soddisfare i requisiti di resistenza e di deformazione utilizzando il minimo volume di materiale, considerando gli effetti degli sforzi causati dall’assemblaggio, dalle variazioni di temperatura, dalla lavorazione e dai fattori ambientali. Progettazione Le equazioni classiche di sforzo e di deformazione forniscono il punto di partenza per la progettazione di un componente. I calcoli di progettazione meccanica per le resine RADEL sono simili a quelli utilizzati per qualsiasi tecnopolimero, eccetto che per le costanti fisiche utilizzate, che devono riflettere la natura viscoelastica del polimero. Le proprietà dei materiali variano in funzione della velocità di deformazione, della temperatura e dell’ambiente chimico. Pertanto, le costanti fisiche, come il modulo elastico, devono essere appropriate per le condizioni d’uso previste. Ad esempio, se la condizione d’uso richiede di sopportare un carico per un lungo periodo di tempo, il modulo di scorrimento o apparente deve essere utilizzato in sostituzione del modulo elastico nel breve periodo. Oppure, se il carico è ciclico ed è applicato per lunghi periodi, il fattore limitante è rappresentato dalla resistenza alla fatica per la vita prevista. Livelli di sforzo I passi iniziali del progetto consistono nel determinare i carichi a cui il componente sarà soggetto e calcolarne lo sforzo e la deformazione risultanti. Il carico può essere applicato esternamente oppure risultare dal fatto che il componente è sottoposto a deformazione causata da variazioni di temperatura o dall’assemblaggio. Un esempio di carico applicato esternamente è rappresentato dal peso di apparecchiature medicali su un vassoio di sterilizzazione. I carichi dovuti a deformazione possono insorgere quando una scatola portainterruttore viene imbullonata ad una base, oppure quando la temperatura dell’assemblaggio aumenta e le dimensioni del componente in materiale plastico variano di più di quelle del componente metallico a cui è imbullonato. Informazioni sulla progettazione Calcolo dei valori sforzi-deformazioni Per utilizzare le equazioni classiche, è necessario tener conto delle seguenti assunzioni semplificative: 1. Il componente può essere analizzato come una o più strutture semplici. 2. Il materiale può essere considerato linearmente elastico e isotropico. 3. Il carico è di tipo statico, concentrato o distribuito, applicato gradualmente per un breve periodo. 4. Il componente non presenta tensioni interne residue o dovute allo stampaggio. Numerosi componenti possono essere analizzati usando un modello di trave inflessa. La tabella 36 riporta le equazioni di sforzo e deformazione massimi per alcuni tipi di trave. Lo sforzo massimo si verifica alla superficie della trave il più lontano dalla superficie neutra ed è dato da: Mc M I Z in cui M = momento flettente, Nm c = distanza dall’asse neutro, mm I = momento d’inerzia, mm 4 Z = I = modulo resistente, mm3 c La tabella 37 riporta l’area della sezione (A) il momento d’inerzia (I), la distanza dall’asse neutro (c) e il modulo resistente (Z) per alcune sezioni comuni. Solvay Advanced Polymers, L.L.C. – 34 –
anchor beamstress anchor simply anchor cantil anchor simsup anchor canbeam anchor concent anchor uniform Progettazione Calcolo dei valori sforzi-deformazioni Tabella 36 Equazioni di massimo sforzo e di deformazione Trave semplicemente appoggiata Carico concentrato al centro Trave a sbalzo (un’estremità fissa) Carico concentrato all’estremità libera FL 4Z (in mezzeria) 3 FL Y 48EI (in mezzeria) FL Z (all’incastro) 3 FL Y 3EI (all'estremità) Trave semplicemente appoggiata Carico uniformemente distribuito Trave a sbalzo (un’estremità fissa) Carico uniformemente distribuito F (carico totale) FL 8Z F (carico totale) FL 2Z (al centro) (all’incastro) Y FL 5 3 384EI Y 3 FL 8EI (al centro) (all’incastro) Entrambe le estremità incastrate Carico concentrato al centro Entrambe le estremità incastrate Carico uniformemente distribuito FL 8Z (agli incastri) F (carico totale) FL Z 12 (agli incastri) Y 3 FL 192EI Y 3 FL 384EI (in mezzeria) (in mezzeria) – 35 – Guida alla progettazione delle resine RADEL
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