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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
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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
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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
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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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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.
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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.