CDJ Win - Nuovo elemento finito tetraedrico a 10 nodi: maggiore precisione e accuratezza nell'analisi strutturale

L'analisi agli elementi finiti (FEA, Finite Element Analysis) rappresenta una delle metodologie più avanzate per lo studio e la risoluzione di problemi complessi nell’ingegneria strutturale.

In particolare, l'elemento finito tetraedrico, si distingue per la sua versatilità, che lo rende ideale per modellare strutture complesse e geometrie irregolari con elevata precisione.

Con la nuova release 2025 del software CDJ Win, all’elemento tetraedrico a 4 nodi (Tet4), già in uso, si introduce come, opzione aggiuntiva, l’elemento finito tetraedrico a 10 nodi (Tet10) che, migliorando la risoluzione dell’analisi, permette elaborazioni in funzioni di forma quadratica piuttosto che le classiche lineari impiegate già dal Tet4.

Tali implementazioni, non solo permettono una descrizione più accurata dello stato deformativo e tensionale all’interno degli elementi, ma inoltre migliorano la rappresentazione delle concentrazioni di sforzi e deformazioni, soprattutto in zone critiche come elementi sottili o aree di contatto tra componenti strutturali. A queste caratteristiche performative si affianca un’ottimizzazione dell’analisi di buckling e della valutazione della risposta strutturale.

Solutori disponibili: STS e OpenSees

Per garantire un’analisi efficiente e flessibile, CDJ Win supporta sia il solutore STS che il solutore non lineare OpenSees, consentendo di selezionare strategie avanzate di risoluzione, come:

- Newton-Raphson;

- Metodi basati su Krylov;

- Altri algoritmi ottimizzati per la convergenza delle soluzioni.

Data la complessità del processo, per una strategia di calcolo ancora più efficace, si consiglia di eseguire una prima analisi con l’elemento Tet4, per poi affinare il modello con il Tet10, garantendo così massima precisione dei risultati senza appesantire eccessivamente il processo computazionale.

Opzioni di calcolo disponibili in CDJ Win

La libreria degli elementi finiti di CDJ Win offre le seguenti opzioni di calcolo:

- Tet4 STS (32/64 bit): calcolo elastico ed elastoplastica in piccoli spostamenti;

- Tet10 STS (32/64 bit): solo calcolo elastico in piccoli spostamenti;

- Tet4 OpenSees (64 bit): calcolo elastico ed elastoplastica in piccoli e grandi spostamenti;

- Tet10 OpenSees (64 bit): calcolo elastico ed elastoplastica in piccoli e grandi spostamenti.

Considerata la sofisticata metodologia computazionale e il conseguente incremento dell’uso di memoria RAM e dei tempi di calcolo, in particolare modo nelle analisi non lineari, l’uso del Tet10 è consigliato in abbinamento al solutore a 64 bit.

Grazie alla piattaforma OpenSee, è possibile effettuare calcoli sia in regime di piccoli spostamenti che in grandi spostamenti, aumentando la flessibilità delle simulazioni e adattandosi a scenari progettuali più avanzati.

L’introduzione dell’elemento finito Tet10 rappresenta un significativo passo avanti per CDJ Win, migliorando sempre più la precisione dell’analisi e allineandosi alle più recenti linee guida scientifiche sull’analisi agli elementi finiti. Questa innovazione rende il software ancora più potente e versatile, rispondendo alle esigenze di progettazione strutturale avanzata e offrendo agli ingegneri uno strumento all’avanguardia per l’analisi elastica e non lineare.