AIAS – ASSOCIAZIONE ITALIANA PER L’ANALISI DELLE SOLLECITAZIONI 43°CONVEGNO NAZIONALE, 9-12 SETTEMBRE 2014, ALMA MATER STUDIORUM – UNIVERSITÀ DI BOLOGNA AIAS 2014 – 449 SIMULAZIONE DI IMPATTO BALISTICO SU BARRIERE MOBILI UTILIZZATE COME SISTEMI DI PROTEZIONE NELLE MACCHINE UTENSILI A. Pavlovic a , C. Fragassa a , M. Mazza b , M. Zivkovic c a Università degli Studi di Bologna - Dipartimento di Ingegneria Industriale Viale Risorgimento 2, 40136 Bologna, e-mail: ana.pavlovic@unibo.it , cristiano.fragassa@unibo.it b SCM Group - CSR Consorzio Studi e Ricerche Via Emilia, 77, 47923 Rimini, e-mail: micmazza@scmgroup.com c Università di Kragujevac, Facoltà di Ingegneria Kragujevac, Ul. Sestre Janjic 6, 34000 Kragujevac, Serbia, e-mail: zile@kg.ac.rs Sommario Questo studio descrive la procedura di simulazione impiegata per analizzare ed ottimizzare il comportamento di barriere protettive flessibili, utilizzate nelle macchine utensili, per la protezione dell’ambiente esterno e dei lavoratori dalla proiezione incidentali di utensili oppure parti di essi. In particolare si è analizzato il comportamento dinamico di bandelle flessibili quando colpite da proiettili ad alta velocità. Queste bandelle sono utilizzate comunemente come sistema di protezione offrendo un ottimo compromesso tra fattori quali: efficienza di protezione, semplicità realizzativa, basso costo. Inizialmente si fornirà una breve introduzione sulle motivazioni che hanno portato a studiare questo sistema di protezione. Si descriveranno le varie ipotesi di parametrizzazione del modello di urto per il calcolo. Sarà poi presentata una comparazione dei risultati ottenuti al variare dei principali parametri fisici. Saranno anche brevemente descritti tutti i passi operativi necessari allo svolgimento delle analisi dinamiche mediante il metodo degli elementi finiti: definizione del materiale, realizzazione della mesh, applicazione di carichi e vincoli. I risultati saranno infine comparati con le prove sperimentali. Abstract Numerical control (CNC) boring and routing machines use curtains made from resistant, but flexible materials to protect end-users from the projection of tool pieces. These curtains allow the work piece to gently pass through, but have to firmly stop every small sharp piece or fragment ejected by fast drilling tools at the highest speed. Nowadays curtains are made in flexible thermoplastic materials: polyamide, polyurethane, polyvinyl chloride or similar materials. Safety issues to be addressed related to the risk of projection of parts during processing are defined by EN 847-1 and EN 847-2 standards, both collecting practical experiences from manufactures and users. However, the effectiveness of these barriers has been compromised by several experts and this state of uncertainty has led to new technical observations, experiments and numerical simulations, but no conclusive results are available at the moment. This independent research, realized by ballistic impact simulation, aims at verifying the effectiveness of protection provided by barriers installed on CNC boring and routing machines. These barriers consist of curtains realized on the basis of the standard UNI EN 848-3. As additional goal, the study optimizes the barrier parameters (e.g. materials, shape, depth, mass, cost,..) in relation to the projectile parameters (shape, mass, speed, direction…) identifying their mutual influence. Additional outcomes lead to the formulation of a practical methodology for design and evaluation of protection efficacy. A comparison between simulations and experimental results was also realized permitting to validate this predictive methodology. Parole chiave: macchine utensili, taglio legno, barriere protettive, bandelle, UNI EN 848-3