Le tecniche di ottimizzazione integrate al calcolo FEM ed applicate allo studio del comportamento strutturale di singoli componenti o di assemblati costituiscono una nuova frontiera per la pianificazione e lo sviluppo ingegneristico dei prodotti di un’azienda.
In genere i progettisti sono soliti usare il metodo di “trial&error” per lo sviluppo dei loro prodotti o la progettazione di un prodotto ex-novo, utilizzando, in particolare, il database di precedenti test aziendali ed il loro know-how interno.
Software di ottimizzazione avanzati che hanno alla base algoritmi perfezionati, come modeFRONTIER, possono fornire un valore aggiunto all’esperienza e possono incrementare sia la qualità, sia la velocità di sviluppo di un prodotto.
Il paper illustra l’implementazione di una procedura che mediante modeFRONTIER consenta di ottimizzare automaticamente un’ala in composito, caricata con condizioni al contorno che simulano le condizioni più gravose che dovrà sopportare l’ala stessa nella realtà.
A questo scopo sono stati impiegati diversi software: Design Modeler e Ansys WorkBench rispettivamente per la parametrizzazione della geometria e l’analisi strutturale, ESAComp per la gestione dei laminati compositi e Catia V5 per quanto concerne il CAD nativo, tutti “pilotati” in modo automatico durante la fase di ottimizzazione da modeFRONTIER.
In questo articolo si vuole illustrare la metodologia, le problematiche affrontate ed i risultati raggiunti dall’analisi.
Una delle caratteristiche salienti dell’attività è l’elevato numero di variabili che modeFRONTIER deve assegnare e controllare, tra le quali il tipo di laminato, il numero di layer,, lo spessore, l’angolo delle fibre del rinforzo di ogni lamina, il peso totale dell’ala, gli stress, il criterio a rottura, le deformazioni…
Quindi a partire da un modello CAD dell’ala è stata eseguita l’importazione in Ansys Workbench dove il modello è stato parametrizzato e meshato, in seguito sono stati assegnati i vari tipi di laminati tramite ESAComp alle varie componenti del modello FEM (longheroni, profili alari, e centine). Una volta costruito il processo di analisi, questo è stato integrato in modeFRONTIER e guidato automaticamente da quest’ultimo fino all’ottenimento delle soluzioni desiderate.
Come è naturale, alla base dell’analisi vi è una ricerca di una conformazione OTTIMA dell’ala, col minor peso possibile, quindi minor costo e resistenza adeguata agli standard ALENIA. |
