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progettare 420 MARZO 2019 85 vanica (figura3).NRC, tramite il gruppo di collaborazionemulticlientALTec, che si occupa di ricerca e sviluppo sull’allu- minio, lavora per diffondere l’utilizzo di questo materiale, più leggero, e aiuta l’industria dei trasporti a comprendere e limitare questi problemi, attraverso l’implementazione di soluzioni con- crete. Nonostante le aziende che fanno parte di ALTec abbiano competenze co- re business differenti, i progetti relativi alla corrosione hanno un’alta priorità per tutti i membri. La capacità di preve- dere la corrosione di un assemblaggio è fondamentale: i produttori di lamiere di alluminio devono assicurarsi che i propri prodotti venganousati nelmodo corretto per mantenere i requisiti desi- derati, come l’affidabilità. Nello stesso modo, anche i fabbricanti di automo- bili hanno bisogno che i loro prodotti garantiscano buone performance e durino nel tempo. Evitare la corrosione galvanica Esistono alcune regole generali che i progettisti di automobili possono seguire per limitare il rischio di corro- sione galvanica. Per esempio, evitare un elevato rapporto di volume tra catodo e anodo, attenersi alla tabella di compatibilità galvanica, evitare con- tatti diretti tra metalli diversi, apporre rivestimenti di pittura sia sull’anodo sia sul catodo, o almeno sul catodo (ma mai soltanto sull’anodo). Nella pratica, tuttavia, seguire ciascuna di queste regole può rivelarsi impossi- bile. Per esempio, è difficile eliminare il contatto tra metalli quando si usa- no elementi di fissaggio meccanici, sempre più importanti nel contesto di assemblaggi di materiali diversi. Le prove sperimentali, tra cui l’esposi- zione in servizio su strada, prove cicli- che di corrosione e test elettrochimici, sono comunque ancora necessarie, perché possono aiutare a compren- dere il comportamento di sistemi più complessi. Esaminare l’esposizione su veicolo comporta tempi e costi elevati, le procedure standard di corrosione ciclica tendono a sovrastimare il ri- schio di corrosione galvanica e i test elettrochimici diventano difficili da interpretare quando sono coinvolti diversimateriali e geometrie comples- se. I ricercatori hanno constatato che la simulazione multifisica rappresenta la strategia migliore per combinare e creare sinergie tra i risultati delle prove sperimentali, per risolvere le sfide pro- gettuali prima della prototipazione in scala reale e per accelerare lo sviluppo di prototipi resistenti alla corrosione. Modellare la corrosione Gallant e il suo team sfruttano le infor- mazioni raccolte dalle prove in servi- zio, dai test di corrosione ciclica e da quelli elettrochimici per creare con il softwareComsolMultiphysicsmodelli matematici flessibili, capaci di preve- dere il comportamento in presenza di corrosione. “Per costruire prototipi vir- tuali che riproducano quel che avviene nel mondo reale, i modelli che svilup- piamo vengono calibrati con una serie di sensori montati sui veicoli”, spiega Gallant. Il team dispone di dati di alta qualità, da cui è possibile trarre infor- mazioni e conoscenze estremamente rilevanti grazie a procedure di analisi dei dati e modelli di apprendimento automatico.Tutti i dati vengono tenuti in considerazione, dalla temperatura superficiale sotto i veicoli al tempo di permanenza in ambiente umido, fino a composizione e conduttività dei sali antighiaccio che si depositano sulla superficie dei veicoli, velocità dei veicoli e posizione GPS. All’iniziodel progetto, Gallant hapreso in considerazione diversi strumenti software per simulare la corrosione. Ha scoperto che Comsol permette di specificare e controllare tutte le pro- prietà del modello, invece di operare come una ‘black box’ con input con- trollati ma calcoli interni sconosciuti e non modificabili da parte dell’uten- te. “Le capacità di modellazione di Comsol nel campo della corrosione, 2. A sinistra: danno da corrosione su assemblaggio multi-materiale dopo un anno di esposizione in servizio. A destra: configurazione sperimentale. 3. Sezione trasversale di assemblaggi multi-materiale saldati con Friction Stir Welding (FSW), dopo un’esposizione di 100.000 km su strada, per due diversi tipi di assemblaggio.