ESEMPIO DI ANALISI DINAMICA NON LINEARE

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ESEMPIO DI ANALISI DINAMICA NON LINEARE

DELLA CAMERA A VUOTO IGNITOR

Nel presente esposizione si descrive come è stata eseguita un’ analisi dinamica elastoplasticadella camera a vuoto di Ignitor mediante il codice .

Si sottolinea che il presente lavoro ha il solo scopo di mostrare come utilizzare pereffettuare tale analisi, non certamente quello di effettuare uno studio finalizzato al progetto. La, q p gvaluzione dei risultati dell’analisi, sulla base di un qualsivoglia criterio di verifica strutturale e ladiscusione dei criteri stessi nel caso di strutture che presentano il raggiungimento dei limiti disnervamento in zone signficative della struttura non vengono contemplati nel presente studio.

Dati di input per il calcolo: il valore dello spessore della parete toriodale della camera è pari a26 mm ovunque e la densità del materiale è stata assunta arbitrariamente pari a 2 volte quellareale, per tener conto grossolanamente della presenza dei componenti interni che riducono lafrequenza di risposta della struttura.

Si è generato un modello contenente un modulo della camera (30°), con condizioni di ciclicitàsui piani che delimitano il modello L’elemento utilizzato è lo SHELL93 a 8 nodisui piani che delimitano il modello. L elemento utilizzato è lo SHELL93 a 8 nodi.

Si è inoltre fissata in 70 mm la dimensione massima dei lati degli elementi ottenendo cosi unmodello a circa 2600 elementi, 8200 nodi , 48000 gradi di libertà.

A.Capriccioli, L.Cornaggia

Tra le diverse alternative fornite da per la modellazione del materiale in campoelastoplasico si è assunto che il materiale della camera possa essere descritto sia come unmateriale incr dente bilineare a incr dimento cinematico (bilinear kinematic hardening mod lomateriale incrudente bilineare a incrudimento cinematico (bilinear kinematic hardening: moduloelastico 200E9 Pa, carico di snervamento 500MPa, modulo tangente 200KPa) sia adottando unacaratteristica più elaborata (multilinear kinematic hardening - vedi figura allegata).

Il transitorio di carico sia descritto temporalmente da un picco triangolare con tempo di salita ep p g pdiscesa uguali e della durata di 0.0025 s (durata totale dell’impulso =5 ms).

Il valore massimo del carico è dato dalla somma dei carichi massimi per correnti indotte e per halocurrents. I primi sono stati assunti pari a quelli usati nei calcoli statici forniti da LTC Calcoli (38.4ms) mentre i secondi sono stati assunti pari a quelli valutati da M Roccella (34 ms)ms) mentre i secondi sono stati assunti pari a quelli valutati da M.Roccella (34 ms).

I carichi suddetti sono applicati contemporaneamente alla struttura con andamento lineare neltempo.

File Dati

5000000

6000000

tim e 0,033

tim e 0,0332

4000000

tim e 0,0334

tim e 0,0336

tim e 0,0338

tim e 0,034

tim e 0,0342

3000000

tim e 0,0342

tim e 0,0344

tim e 0,0346

tim e 0,0348

tim e 0,035

1000000

2000000tim e 0,0352

tim e 0,0354

tim e 0,0356

tim e 0,0358

tim e 0,036

0

1000000

0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 1 2 1 4 1 6 1 8 2

tim e 0,036

tim e 0,0362

tim e 0,0364

tim e 0,0366

tim e 0,0368

-1000000

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2tim e 0,037

File Dati

Risultati, confronti ed altro

Esempio di “Time Historing” della USUM nel caso di materiale MKIN

Materiale MKIN Materiale BKIN

Materiale MKIN Materiale BKIN

Mat BKIN: Densità=3 2 5 ms2.5 ms

Riassunto delle Specifiche Tecniche per la WW di Ignitor: ENEA

CENTRO RICERCHE FRASCATI

Divisione Fusione Termonucleare ControllataDivisione Fusione Termonucleare Controllata

Unità di Progetto IGNITOR

SERVIZIO PER LA PROGETTAZIONE DI MODELLI DI CALCOLO PER LA MACCHINA TOKAMAK IGNITOR

ConclusioniMACCHINA TOKAMAK IGNITOR

SPECIFICHE TECNICHE

Il presente servizio di progettazione ha per oggetto lo sviluppo e l’emissione di

Con il presente lavoro si concludono le attività del contratto con ALTECO Il presente servizio di progettazione ha per oggetto lo sviluppo e l emissione di

Specifiche di Progettazione da utilizzare come linee guida per la messa a puntodi modelli di calcolo della macchina Tokamak IGNITOR, tramite l’uso di strumentiavanzati di calcolo numerico agli elementi finiti (ANSYS). Tali specifiche sarannointegrate, ove possibile, da una lista di comandi ANSYS che faciliteranno lagenerazione del modello della struttura con le relative condizioni sia di carico che

l t

attività del contratto con ALTECO. •Come detto nell’introduzione, le attivitàriguardanti la Camera a Vuoto non avevano ilfine di effettuare uno studio finalizzato al

al contorno.In particolare la progettazione riguarderà l’emissione di Specifiche diProgettazione nell’ambito dei seguenti argomenti:

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progetto né quello di valutare i risultatidell’analisi, sulla base di un qualsivogliacriterio di verifica strutturale, né quello didiscutere riguardo i criteri stessi di verifica.

Modello della Camera a VuotoEmissione di Specifiche di Progettazione del Modello di Calcolo Strutturale elasto-plastico dinamico della Camera a Vuoto di IGNITOR. L’obiettivo dell’analisi saràquello di verificare l’integrità strutturale della Camera considerando tutte le forzeagenti in caso di disrupzione del plasma (forze derivanti da correnti indotte ed Halo

•La possibilità di ANSYS di effettuare uncalcolo elasto-plastico dinamico è dimostratae la verifica della correttezza dei risultati(confronto con altri codici) seppur auspicata current e forze nette orizzontali) e di confrontare i risultati adottando leggi costitutive

diverse del materiale.Le specifiche di progettazione forniranno- tutti gli elementi necessari alla modellizzazione della camera completa, dei vincolie di un sotto-modello del settore più critico;

- la scelta la descrizione e l’applicazione delle leggi costitutive da adottare;

(confronto con altri codici), seppur auspicata,non ha fatto parte della presente analisi.

la scelta, la descrizione e l applicazione delle leggi costitutive da adottare;- le modalità di applicazione dei carichi durante il transitorio.

Uz Shell93

Caso Elastico

Uz Shell93

Uz Solid45 Uz Solid95

Caso Elasto–Plastico con materiale BKINCaso Elasto–Plastico con materiale BKIN

Uz Solid45 Uz Shell93

Uz Solid95

U S lid45U Sh ll93

Caso Elasto–Plastico con materiale MKIN

Uz Solid45 Uz Shell93

Uz Solid95

U S lid45U Sh ll93

Caso Elasto–Plastico con materiale MKIN

Uz Solid45 Uz Shell93

Uz Solid95