Presentazione
I patch test sono test specializzati per valutare il comportamento degli elementi finiti in assemblaggi. L’assemblaggio deve essere specifico così come i criteri di test per assicurare che elementi finiti assemblati, e anche di forma non regolare, diano risultati corretti.
Si tratta di un test importante. Di importanza anche storica perché è un test classico per elementi finiti. Se un elemento finto non passa i patch test, e questo è uno dei più impegnativi, non può essere impiegato nell’uso pratico.
Il test è proposto in: R.H. MacNeal, R.L. Harder, “A proposed standard set of problems to test finite element accuracy” in Finite Element Analysis and Design, 1 (1985) 3-20, North Holland.

I dati
I dati del modello sono i seguenti. Altezza del rettangolo a = 0.12, base b = 0.24. I nodi interni sono posti alle coordinate: [0.04; 0.02], [0.18; 0.03], [0.16; 0.08], [0.08; 0.08]. Spessore t = 0.001. Modulo di elasticità E = 1.0e6, coefficiente di Poisson v = 0.25. L’assemblaggio di elementi distorti è sottoposto a un campo costante di spostamento. Ci si aspetta che gliu elementi rispondano con spostamenti uniformi e eguali in ogni punto. Il campo di spostamenti imposto è descritto dalle equazioni: u = 10e-3 (x + y/2), v = 10e-3 (y + x/2).

I risultati
Il risultato atteso è un campo di deformazione, e quindi di sforzo, costante: ex = ey = g = 10e-3; sx = sy = 1333, txy = 400.

Cosa imparare
Oltre alle tecniche di patch test, l’assegnazione di un campo di spostamenti tramite uso degli elementi boundary. Poiché il risultato è un campo di tensione costante, dato nel riferimento globale dagli autori del test e gli elementi hanno riferimento locali ruotati rispetto a quelli globali, si ha anche un ottimo esempio d’uso del dialogo degli “Sforzi principali” di Nòlian per leggere anche gli sforzi nelle direzioni volute.

Comparazione con Nòlian
I risultati ottenuti in Nòlian coincidono perfettamente con quelli previsti per cui gli elementi a 4 e 8 nodi di Nòlian hanno passato il patch test.

Il modello di questo caso-prova per Nòlian è rilasciato insieme al programma (file: PatchTset1.sap) e può essere usato anche nella versione FreeLite.