Analisi strutturale di un giunto flessibile per ugello orientabile.

 

L’analisi statica prevedeva principalmente la verifica del giunto, dei supporti e dell’intero ugello mobile per impiego missilistico, nella condizione di massima pressione e massima deviazione. Come sottoprodotto doveva essere verificato il carico di attuazione previsto per ottenere la deviazione massima in base alle caratteristiche della gomma scelta in fase di progetto.

Il giunto è costituito da un anello a superfici sferiche composto da 6 strati di gomma e 5 lamine di acciaio. L’ugello è in materiale ortotropo stratificato (Carbon-Phenolic). Il lavoro contiene una prima parte di preanalisi basata sullo studio della bibliografia specialistica (Report Nasa) e riguardante la valutazione della situazione di sforzo negli anelli di gomma e acciaio e del valore critico di compressione oltre il quale ogni anello di rinforzo del giunto raggiunge la situazione di instabilità (buckling).

Il carico di pressurizzazione è introdotto attraverso una tabella di pressioni sul convergente e divergente. Le pressioni nell’intorno dell’area di gola e del divergente sono calcolate sotto l’ipotesi di flusso isoentropico attraverso un programma ad hoc in base alle dimensioni geometriche dell’ugello e alle caratteristiche del fluido (pressione di ristagno, raggio di gola, rapporto tra i calori specifici (Cp/Cv). Il carico di attuazione è scomposto in tre termini con sviluppo di Fourier e sono utilizzati elementi di tipo armonico. Il calcolo è svolto con l’impiego dell’ANSYS.

I risultati previsti dal calcolo sono stati pienamente confermati durante la campagna di prove sul modello in scala naturale e hanno infine condotto alla definitiva adozione di una gomma di durezza metà di quella inizialmente prevista in fase di progetto.

 

Caratteristiche principali: uso di elementi armonici; accoppiamento gomma-acciaio; presenza di materiali ortotropi; valutazione delle condizioni di instabilità degli anelli di rinforzo; verifica degli sforzi di taglio tra l’incollaggio gomma-acciaio; schematizzazione del carico di pressione sul condotto convergente-divergente e del carico asimmetrico di attuazione.