NEMO Technical Board 10-11 maggio '07 1 ANALISI STRESS MECCANICO SUL TAPPO DEL TUBO PORTA-...

NEMO Technical Board 10-11 maggio '07

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ANALISI STRESS MECCANICO SUL TAPPO DEL TUBO PORTA-

ELETTRONICA IN PRESSIONE

L’analisi del tappo non ha dato risultati inaspettati; si è rivelata fortemente legata alla quantità e dimensione dei fori necessari al cablaggio dell’elettronica.

Un primo test in camera iperberica ha già dato risultati soddisfacenti per ciò che riguarda l’efficacia delle singole tenute degli o-ring.

NEMO Technical Board - LNS maggio ’08 – Emanuele Vanzanella


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VINCOLI SUL MODELLO


Vincoli opportuni simulano il contatto che avviene tra le superfici cilindriche di contatto tra il tubo ed il tappo, una volta che è stata applicata la pressione esterna.

Vincoli posti sulle superfici di appoggio delle teste delle viti ne simulano lo sforzo trasmesso a seguito delle deformazioni del tappo.


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CARICHI SUL MODELLO


Forze applicate sui bordi dei fori simulano la spinta che viene esercitata dalla pressione idrostatica esercitata sulla testa dei connettori e/o passanti.

Sulle superfici esposte all’esterno agisce la pressione idrostatica. Si e’ scelto di simulare con una pressione incrementata di un fattore di sicurezza 1,2.


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RISULTATO DELL’ANALISI SULL’ATTUALE VERSIONE DEL TAPPO DEL CONTENITORE IN PRESSIONE

Max deformazione 0,26mm nella zona centrale delle superfici piane del tappo.

Max sforzo 40 Kg/mm^2



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ANALISI SULLE ZONE DI MASSIMA SOLLECITAZIONE E RELATIVE CAUSE


Si evidenziano molto chiaramente dalla sezione del modello le zone dove si concentrano gli sforzi maggiori. •vicinanze dello spigolo concavo tra il naso e la flangia (trazione);•bordi dei fori che rivolgono verso l’esterno (compressione);•bordi dei fori che rivolgono vero l’interno del tubo (trazione).

Gli sforzi sono fortemente legati al diametro dei due fori centrali per i passanti fibre ottiche (20mm).


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NEMO Technical Board – LNS maggio ’08 – Emanuele Vanzanella

PRINCIPALI CARATTERISTICHE DIMENSIONALI DEL TAPPO

La tenuta della pressione è ottenuta grazie a due guarnizioni o-ring montate rispettivamente una con pressione frontale sulla corona circolare piana del tubo, l’altro con pressione radiale sulla superficie cilindrica del naso.

Abbiamo deciso di posizionare i passanti delle fibre ottiche al centro del tappo per due ragioni: •non ruotano durante il bloccaggio che è dato da un dado sul lato opposto (ciò consente montaggio e smontaggio indipendente di tutti i passanti); •Introducendosi al centro le fibre possono facilmente percorrere una zona più protetta dal telaio delle schede elettroniche.


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Le principali differenze dimensionali rispetto alla precedente versione sono:

-133mm diametro del naso a seguito dell’o-ring più sottile;-40mm di spessore totale del tappo; -le guarnizioni o-ring ridotte a due.


CONCLUSIONI:

• il peso finale del tappo è di 1,69 kg;

• il disegno tecnico esecutivo della versione attuale è già stato eseguito;

• dato il ristretto margine di sicurezza del dimensionamento strutturale, il prototipo necessiterà anch’esso di un COLLAUDO meccanico nella sua VERSIONE DEFINITIVA.

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