Simulazione numerica di prove sperimentali full scale di scaffalature metalliche

This paper deals with the three-dimensional modeling of a cold-formed metal rack using the software Abaqus, the subsequent simulation of experimental collapse tests and an analysis of the stresses present within the elements that compose the frame. In the introduction are presented the most common typologies of steel storage pallet racks and cold-formed members, employed for their realization. Then, from a theoretical point of view, the problems of global, local and distorsional buckling are presented. In the central part of the thesis the experimental data are analyzed, the result of an experimentation campaign based on the execution of different types of tests carried out both on the single components and on the rack. The focus is mainly on the analysis of the full-scale frame tests carried out in the R & D center of the manufacturing company. Subsequently, the modeling of the frame and the FEM analyzes performed on it through Abaqus are described in detail. Then the results obtained from the FEM analysis are compared with the results obtained from the real-scale experimental tests. Finally, the stresses within the truss were analyzed using the least squares method.

Questo elaborato tratta la modellazione in tre dimensioni di una scaffalatura metallica tramite l’utilizzo del software Abaqus, la successiva simulazione di prove a collasso sperimentali ed infine un’analisi degli sforzi presenti all’interno degli elementi che compongono il suddetto telaio. Nell’introduzione vengono presentate le più diffuse e note tipologie di scaffalature industriali metalliche ed i profili sagomati a freddo che vengono solitamente impiegati per la loro realizzazione. Successivamente vengono presentati dal punto di vista teorico i problemi dell’instabilità globale, locale e distorsionale; i quali condizionano la progettazione dei profili studiati. Nella parte centrale della tesi vengono analizzati i dati sperimentali frutto di una campagna di sperimentazione basata sull’esecuzione di diversi tipi di test svolti sia sulle singole componenti, che sulla scaffalatura. L’attenzione viene posta principalmente nell’analisi delle prove sul telaio in scala reale eseguite nel centro Ricerca e Sviluppo dell’azienda produttrice. In seguito, viene descritta nel dettaglio la modellazione del telaio e le analisi FEM eseguite su di esso tramite Abaqus. Successivamente vengono confrontati i risultati ottenuti dall’analisi FEM con i risultati ricavati dalle prove sperimentali in scala reale. Infine, sono stati analizzati gli sforzi presenti all’interno della scaffalatura tramite l’utilizzo del metodo dei minimi quadrati.