Il Knowledge-Based Engineering a supporto della progettazione dei collegamenti rivettati di parti sheet metal

Oggetto di questo lavoro di tesi è la realizzazione di applicativi Knowledge-Based in grado di fornire un supporto nella progettazione di parti sheet metal, ovvero modelli in lamiera, rivolgendo particolare attenzione alle giunture tra tali parti, quasi sempre effettuate mediante rivetti.
La giuntura mediante rivetti richiede l’esecuzione di numerosi fori nelle parti da congiungere, esaltando notevolmente l’entità delle sollecitazioni a cui la lamiera è sottoposta, per effetto d’intaglio, non influendo soltanto sulla resistenza statica e sulla rigidezza delle strutture sheet metal, ma influendo in particolar modo sulla vita a fatica degli elementi coinvolti. Difatti le giunzioni costituiscono un punto debole di una struttura, in corrispondenza delle quali si innescano frequentemente fenomeni che possono portare a cedimenti strutturali (ad esempio l’innesco di cricche).
Per quanto esposto, quindi, gli applicativi knowledge-based realizzati in questo lavoro hanno come scopo quello di supportare il progettista nella realizzazione di giunture rivettate, conformi agli standard di progettazione di questo particolare campo, con l’intento, inoltre, di ottimizzare il tempo e i costi necessari al raggiungimento del risultato ottimale.
Nel primo capitolo di questo elaborato sono riportati alcuni cenni sui software CAD e l’evoluzione che hanno avuto dalla loro nascita ad oggi, fino all’avvento dei sistemi KBE. E’ stato poi dedicato il capitolo 2 alla trattazione di questi sistemi, riportando una loro classificazione, i pregi e difetti, le potenzialità che essi offrono e lo stato dell’arte.
Successivamente è stato analizzato il sistema KBE utilizzato nel presente lavoro, descrivendone le potenzialità e gli strumenti che esso mette a disposizione, e l’utilizzo del suo linguaggio. Trattasi di un modulo del sistema CAD CATIA, sviluppato dalla Dassault Systèmes, e del suo linguaggio Knowledgeware. Tale sistema è tra i software più diffusi nell’ambito dello sviluppo di ambienti KBE, e ad esso è stato dedicato il terzo capitolo.
E’ stata poi sviluppata, nel quarto capitolo, un’analisi delle norme di progettazione di sheet metal, dettate da enti normatori e/o di uso comune nella pratica industriale. In particolare, la trattazione è riferita a norme adottate nel campo aeronautico, poichè in tale campo è disponibile un’ampia letteratura sull’argomento. Difatti nelle strutture aeronautiche si fa largo uso di parti in lamiera e giunture rivettate. Per queste ragioni anche la scelta del caso studio è ricaduta in tale campo. Alla descrizione di questo lavoro è stato dedicato il quinto capitolo, dove sono mostrati i modelli solidi realizzati dei componenti di una struttura alare, e nei quali sono state integrate le norme di progettazione di sheet metal. Tali norme sono state implementate ed applicate ai modelli solidi mediante il sistema knowledge-based di CATIA, e mediante le quali è possibile segnalare una qualsiasi non conformità delle parti in progettazione, durante l’operare stesso del progettista, evitando che questi possa commettere errori. Sono state previste possibilità di correzioni automatiche da parte delle regole implementate, ed è stata creata anche una regola che adotta automaticamente una soluzione progettuale diversa per alcune giunture, a seconda delle sollecitazioni di taglio alle quali queste sono sottoposte.