Modellare l’assemblaggio per soddisfare le tolleranze
Le tecnologie per i velivoli NLF moderne e avanzate, come quelle in via di sviluppo all’interno di partenariato pubblico-privato congiunto della Commissione europea Clean Sky diminuiranno in modo significativo la resistenza, il consumo di carburante e le emissioni. Quando più parti o componenti sono uniti in configurazioni complesse, rispettare le singole tolleranze potrebbe non essere sufficiente a soddisfare la tolleranza generale poiché le deviazioni dal progetto possono accumularsi. Gli scienziati finanziati dall’UE impegnati nel progetto SATCAS (Simulation of the assembly tolerances for composite aircraft structures) hanno sviluppato strumenti di analisi basati su calcoli su elementi finiti (FE) per prevedere gli scostamenti complessivi in assiemi complessi che possono essere prodotti mediante l’accumulo delle deviazioni del parti costituenti e/o dalle operazioni di assemblaggio stesse. Il team ha sviluppato simulazioni di tutto il processo di assemblaggio in cui le singole parti sono considerate come corpi flessibili, per tener conto del fatto che durante tali processi possono deformarsi. L’attenzione si è concentrata sulle ali del dimostratore a bassa resistenza del dimostratore della tecnologia integrata degli aerei ad ala fissa intelligente. Ha richiesto la considerazione dei processi di assemblaggio dettagliate e i fissaggi, dall’analisi locali delle tecniche di fissaggio alla simulazione di ciascuna delle principali operazioni di assemblaggio che si prevedeva utilizzare per il dimostratore a bassa resistenza. L’uscita è l’analisi cumulativa delle tolleranze. Dopo la convalida su piccoli gruppi in scala di laboratorio che consentono il confronto dei risultati sperimentali e teorici, la metodologia numerica è stata applicata a concetti con scatola di torsione dell’ala dell’aereo grande. I test hanno confermato non solo la capacità della strategia numerica FE di simulare processi di assemblaggio con precisione, hanno anche mostrato il suo potenziale di evidenziare i miglioramenti nei processi o anche nella progettazione di hardware per l’assemblaggio. Ulteriore ottimizzazione si concentrerà sulla riduzione dei tempi di calcolo. La piattaforma di simulazione SATCAS sarà uno strumento importante nella progettazione di nuovi concetti NLF per il settore aerospaziale europeo, garantendo che i gruppi finiti soddisfino le tolleranze globali per ottenere la riduzione di resistenza richiesta. Come valutatore cumulativo della tolleranza, troverà senza dubbio applicazione in numerosi altri ambienti di produzione.
