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Large Scale Industrial Structural Optimisation for Advanced Applications

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Modellare le non linearità e le giunzioni

Simulare grandi strutture prima di produrle è una fase critica per risparmiare tempo e denaro nel processo di progettazione. Un nuovo software con capacità molto ampliate promette di migliorare significativamente la posizione competitiva dei produttori europei.

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I produttori europei di componenti strutturali su larga scala utilizzano programmi di simulazione per l’ottimizzazione della progettazione. I pacchetti software attualmente disponibili ottimizzano principalmente strutture modellate con statica lineare e modale degli elementi finiti. Il software di analisi ingegneristica al computer è di solito specifico per un singolo fenomeno. C’è urgente bisogno di comprendere effetti non lineari e di multifisica nei quali avvengono interazioni strettamente collegate tra fenomeni separati. Un gruppo di scienziati finanziati dall’UE sta affrontando il problema nell’ambito del progetto LASCISO (“Large scale industrial structural optimisation for advanced applications”). Nel primo periodo, il team ha fatto grandi progressi verso i suoi obiettivi. È stato sviluppato un prototipo di ottimizzazione topologica multifisica implementato in Matlab che promette una significativa riduzione del tempo di calcolo. Un simile algoritmo di ottimizzazione topologica è stato definito per problemi elastici altamente non lineari. L’analisi di sensibilità è un importante componente delle simulazioni strutturali poiché aiuta chi progetta a determinare le fonti e gli effetti di incertezza in modo da costruire modelli più validi. LASCISO sta in effetti espandendo gli attuali modelli basati sulla sensibilità e quindi i ricercatori hanno sviluppato diverse analisi di sensibilità per l’ottmizzazione topologica e geometrica della forma non lineare. Fare una simulazione di una superficie a partire da nodi o nuvole di punti predefiniti, set di dati puntuali in un sistema coordinato, è fondamentale per la modellazione strutturale. L’ideale è usare il minimo di dati e calcoli con la massima precisione. Il team ha inoltre determinato metodi di spianatura sia classici che rapidi per trasformare le nuvole di punti in modelli altamente efficienti. Infine, per testare le prestazioni della tecnologia, i ricercatori hanno sviluppato esperimenti sistematici che valutano gli effetti di una serie di parametri di algoritmi e li hanno implementati su prodotti di interesse. Molti algoritmi sono già stati applicati in ambiente industriale. Gli scienziati di LASCISO intendono fornire agli ingegneri europei un software di ottimizzazione strutturale in grado di garantir loro un vantaggio sulla concorrenza. La capacità di gestire le non linearità e i diversi fenomeni che interagiscono dovrebbe aiutare chi progetta a produrre prodotti con prestazioni migliori e che siano anche migliori per l’ambiente.

Parole chiave

Strutturale, simulazione, non lineare, multifisica, ottimizzazione

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