Simulazioni Numeriche (FEM)

Le simulazioni FEM, basate sul metodo degli elementi finiti, ci permettono di prevedere come si comporterà una struttura prima di costruirla. Così si alleggeriscono i componenti, si riducono i prototipi e si arriva alle prove con meno sorprese.

Simulazioni FEM con modelli globali e di dettaglio

Un modello FE globale rappresenta la struttura intera con elementi relativamente grandi. Infatti serve a capire come si distribuiscono i carichi e quali forze arrivano a ogni componente. Il modello di dettaglio, invece, applica quelle forze a una zona più piccola, con una mesh fine, per leggere bene le tensioni intorno a fori, raccordi e attacchi.

Costruiamo entrambi in HyperMesh, con controlli di qualità sugli elementi e verifiche di equilibrio sui carichi. Poi li risolviamo con OptiStruct e MSC Nastran. Per esempio, il modello globale realizzato per ISAR MGSE ha permesso di dimensionare insieme transporter, sistema di sollevamento e tavola di lancio.

Simulazioni FEM per la fatica: la Transfer Function

Le strutture aeronautiche si rompono più spesso per fatica che per un singolo sovraccarico. Per valutarla, quindi, serve sapere come le tensioni in un punto critico rispondono a carichi che variano nel tempo. La Transfer Function collega i carichi esterni alle tensioni locali.

Una volta definita sul modello FE, permette di calcolare la vita a fatica su migliaia di condizioni di volo senza rilanciare l’analisi completa. È anche l’attività che abbiamo svolto sul programma AW09.

Carichi termoelastici nello spazio

In orbita un satellite passa dal sole all’ombra della Terra più volte al giorno. Perciò le escursioni di temperatura deformano la struttura e possono disallineare strumenti e pannelli. Con le simulazioni FEM termoelastiche calcoliamo deformazioni e tensioni partendo dalle mappe di temperatura, come nel lavoro svolto per OHB nel Genesis Program.

I risultati delle simulazioni FEM servono poi all’analisi strutturale e alla pianificazione delle prove. Trovate un esempio nella scheda ISAR MGSE.

Cosa consegniamo

• Modelli FE documentati e riutilizzabili, nei formati richiesti
• Analisi statiche lineari e non lineari, modali e di vibrazione
• Calcolo a fatica e definizione delle Transfer Function
• Analisi termoelastiche per strutture spaziali
• Report con risultati, margini e criteri di accettazione