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Realizzazione di una procedura di calcolo strutturale per imbarcazioni a vela

Informazioni tesi

  Autore: Andrea Rosiello
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi di Pisa
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Aerospaziale
  Relatore: Giovanni Lombardi
Coautore: Ernesto Desiderio
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 102

Nella progettazione nautica, l’impiego del software sta assumendo un ruolo sempre più centrale perché dalle potenzialità offerte dalla modellazione tridimensionale deriva la possibilità di gestire una gamma di problematiche eterogenee ma finalizzate a comune obiettivo di ottimizzazione progettuale. L’analisi strutturale mediante software agli elementi finiti dei componenti di un’imbarcazione si colloca in tale ambito, e si avvale delle geometrie tridimensionali sviluppate in ambiente CAD.
I programmi di calcolo che sfruttano la teoria degli elementi finiti (FEM) utilizzano una procedura numerica per ottenere delle soluzioni accurate di molti problemi strutturali in tempi rapidi e con sforzi ragionevoli. Il potenziamento dei moderni sistemi di calcolo ha permesso un inaspettato sviluppo applicazioni anche nel settore della nautica. Programmi sempre più sofisticati e precisi possono girare su un semplice portatile e hanno costi contenuti e accessibili.
La progettazione odierna costringe a pensare soluzioni innovative che devono essere verificate e realizzate in tempi sempre più stretti. Un tempo la produzione di un componente, o di un prodotto, era preceduta da test strutturali, dinamici, costruzione di prototipi sui quali fare aggiornamenti se il progetto era buono, oppure si doveva partire nuovamente dall'inizio se il progetto non era all'altezza delle aspettative. Tutto ciò si traduceva in tempi di progettazione e realizzazione lunghi con costi notevoli.
Allo stato dell'arte si procede, apportando notevole versatilità alla progettazione, modellando una geometria che approssima meglio possibile quella reale, applicandovi un sistema di carico realistico e cercando soluzioni strutturali che possano migliorarne il comportamento strutturale, quello aerodinamico, il design, ecc.
Nell'ambito navale analisi simili sono molto utilizzate, sia in ambito di produzione industriale che per le competizioni. In questo settore bisogna capire, prima di realizzare per esempio uno scafo, quali sono i suoi punti deboli, o quali devono essere le zone da ottimizzare per ottenere la miglior performance, ciò può essere decisivo dal punto di vista dei risultati.
Il presente lavoro si è appunto occupato di capire quali sono le problematiche che stanno dietro una procedura di calcolo riguardante l'analisi strutturale di un imbarcazione a vela. Nel caso non si è progettato uno scafo ex-novo, ma sono state utilizzate le geometrie di un'imbarcazione esistente.
Partendo da questa si è cercato di capire quali fossero le problematiche e gli aspetti cruciali di una simile procedura di calcolo strutturale attraverso delle prove che evidenziassero le influenze di variazioni geometriche della coperta, di modifiche del sistema di carico applicato e dei materiali attribuiti al modello.

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2 1. INTRODUZIONE Nella progettazione nautica, l’impiego del software sta assumendo un ruolo sempre più centrale perché dalle potenzialità offerte dalla modellazione tridimensionale, deriva la possibilità di gestire una gamma di problematiche eterogenee ma finalizzate a comune obiettivo di ottimizzazione progettuale. L’analisi strutturale mediante software agli elementi finiti dei componenti di un’imbarcazione si colloca in tale ambito, e si avvale delle geometrie tridimensionali sviluppate in ambiente CAD. I programmi di calcolo che sfruttano la teoria degli elementi finiti (FEM) utilizzano una procedura numerica per ottenere delle soluzioni accurate di molti problemi strutturali in tempi rapidi e con sforzi ragionevoli. Il potenziamento dei moderni sistemi di calcolo ha permesso un inaspettato sviluppo applicazioni anche nel settore della nautica. Programmi sempre più sofisticati e precisi possono girare su un semplice portatile e hanno costi contenuti e accessibili. La progettazione odierna costringe a pensare soluzioni innovative che devono essere verificate e realizzate in tempi sempre più stretti. Un tempo la produzione di un componente, o di un prodotto, era preceduta da test strutturali, dinamici, costruzione di prototipi sui quali fare aggiornamenti se il progetto era buono, oppure si doveva partire nuovamente dall'inizio se il progetto non era all'altezza delle aspettative. Tutto ciò si traduceva in tempi di progettazione e realizzazione lunghi con costi notevoli. Allo stato dell'arte si procede, apportando notevole versatilità alla progettazione, modellando una geometria che approssima meglio possibile quella reale, applicandovi un sistema di carico realistico e cercando soluzioni strutturali che possano migliorarne il comportamento strutturale, quello aerodinamico, il design, ecc. Nell'ambito navale analisi simili sono molto utilizzate, sia in ambito di produzione industriale che per le competizioni. In questo settore bisogna capire, prima di realizzare per esempio uno scafo, quali sono i suoi punti deboli, o quali devono essere le zone da ottimizzare per ottenere la miglior performance, ciò può essere decisivo dal punto di vista dei risultati. Il presente lavoro si è appunto occupato di capire quali sono le problematiche che stanno dietro una procedura di calcolo riguardante l'analisi strutturale di un’imbarcazione a vela. Nel caso non si è progettato uno scafo ex-novo, ma sono state utilizzate le geometrie

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