Analisi termiche avanzate per elementi in acciaio

analisi termiche di sezioni in acciaio

Ai fini di un’individuazione della temperatura negli elementi con una distribuzione uniforme o meno, è consigliato l’impiego di metodi di calcolo avanzati, fondati sulla formulazione agli elementi finiti.

In questo caso, è utilizzato il software di calcolo agli elementi finiti Straus7.

Si seguita un’analisi transiente non lineare per tenere conto delle non linearità indotte dal variare di:

  • Conducibilità termica;
  • Calore specifico.

È fissato un lasso temporale di 30 minuti e un valore della temperatura ambiente di 20°C. Si valuta una sezione tipo Universal Column 356x406x634 per confrontare i risultati ottenuti da Straus7 con quelli in letteratura, in cui l’analisi FEM è stata effettuata per mezzo di SAFIR. Si valuta la sezione con incendio su tutti e quattro i lati, oltre alla temperatura dei gas, in funzione dalla ISO834.

La temperatura del nodo al centro dell’anima è di 440°C

La temperatura del nodo al centro dell’ala è di 351°C

La figura sopra riportata evidenzia le isoterme della stessa sezione, le quali sono state ottenute per mezzo di SAFIR ed evidenziano differenze di temperatura superiori a 100°C all’interno della sezione. La differenza più grande è da ricercare fra le elevate temperature che si trovano nell’anima più sottile e quelle minori, sviluppate nelle ali spesse. Le temperature più uniformi si registrano nelle sezioni più leggere e negli elementi protetti, consequenzialmente ad un graduale aumento della temperatura.

analisi riferimento con Safir

Con un confronto, si evidenzia come l’analisi eseguita da Straus7 ha una differenza di temperatura, rispetto a quella determinata in letteratura ed eseguita da SAFIR, pari a:

  • +6°C nei nodi sulle ali;
  • -9°C nei nodi sull’anima.

Poiché la variazione della temperatura è minima nei confronti dell’analisi in letteratura presa come punto di riferimento, si afferma la validità delle analisi eseguite.

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