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2021-04-14

Progetto di una paratoia a settore di una diga ad Avignone, Francia

L'obiettivo di questo progetto era quello di verificare la deformazione, le massime tensioni e la resistenza alla fatica meccanica dei materiali del perno di rotazione di una paratoia a settore di una diga situata nella regione di Provence-Alpes-Côte d'Azur.

Una paratoia a settore viene utilizzata per regolare il flusso d'acqua tra il livello alto e basso della diga consentendo approvvigionamento idrico a valle della diga. Viene utilizzato un grande elemento in acciaio monolitico.

Tutta la paratoia è stata inizialmente progettata dal Gruppo Moscatelli, che ha fornito il file 3D del perno in formato STEP al AGICEA, il cliente di Dlubal Software.

Particolari tecnici e determinazione del carico di taglio

Ogni perno è costituito da una forcella (assemblaggio saldato a macchina) che include supporti guida in lega di bronzo-grafite sinterizzato. Questi cuscinetti consentono di far ruotare continuamente un asse di 200 mm di diametro senza lubrificazione aggiuntiva. Il giunto è costituito da una lega di acciaio inossidabile con forti proprietà del materiale (elevata elasticità e limite di rottura).

Per il perno, è stato determinato il carico di compressione idraulica da applicare all'asse centrale.

Un carico di 126 t corrispondente alla forza di taglio idraulica generata su uno dei due bracci rotanti è stato quindi applicato in RFEM, il software di analisi strutturale FEM. Il carico è stato convertito in una forza superficiale distribuita su metà dell'area dell'asse. La forza di taglio superficiale totale calcolata è stata di 13960 kN/m².

Verifica delle deformazioni

Dopo aver modellato l'assieme meccanico come un solido (elemento finito 3D), AGICEA ha riesaminato le deformazioni totali di ciascun sottogruppo, includendo:
• Cuscinetti in bronzo e grafite
• Asse centrale di 200 cm di diametro
• Forcella

Successivamente, sono state analizzate le tensioni equivalenti (Von Mises) per evitare picchi di tensione elevati. Questi valori sono stati confrontati con i valori limite ammissibili del materiale.

Verifica a fatica

È stato ulteriormente eseguito la verifica a fatica secondo EN 1993-1-9. AGICEA ha sviluppato una macro per trovare automaticamente le tensioni massime (tensioni equivalenti, di trazione e di taglio) in posizioni soggette a fessurazione. L'intero perno è stato verificato per 438.000 cicli, che corrisponde a un movimento all'ora durante tutto l'anno per un periodo di 50 anni.

Posizione Avignone, Francia
Proprietario
Verifiche strutturali


Specifiche del progetto

Dati modello

Numero di nodi 838
Numero di linee 592
Numero di aste 92
Numero di superfici 261
Numero di solidi 2
Numero di casi di carico 2
Nr. di combinazioni di carico 8
Nr. di combinazioni di risultati 4
Peso totale 0,410 t
Dimensioni (metriche) 0.730 x 0.922 x 0.650 m
Dimensioni (imperiali) 2.4 x 3.02 x 2.13 feet
Versione del programma 5.26.01

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