Progettare 461

progettare 461 • aprile 2024 67 eseguire in uno scenario fisico. Nel CAE tradizionale, fino all’80% del tempo di pro- gettazione viene dedicato al pre-processing, alla ricerca e all’importazione dei dati, alla riparazione e alla modifica della geometria, alla creazione di mesh e alla specifica dei carichi e delle condizioni limite. I moderni software di simulazione 3D possono aiutare a ridurre drasticamente il tempo dedicato al pre-processing. Per l’analisi della simulazio- ne della durabilità, Simcenter 3D può essere utilizzatodallaprogettazionedei componenti all’assemblaggio della macchina. L’analisi strutturale è il punto di partenza della simu- lazione, si consideri una struttura come un caricatore frontale da una pala gommata (figura 3), ogni componente è mappato a partire da mesh predefinite che vengono caricate nel sistema CAE. Il modello CAD e il modello a elementi finiti (FEM) sono collegati quindi qualsiasi modifica nel CAD implica che il modello CAE viene aggiornato di conseguenza. Nell’esempio di figura 4, Simcenter 3D (CAE) èstatoutilizzatopermo- dificare i fori di alleggerimento nel braccio principale di un escavatore, con l’associa- zione CAD/CAE anche il componente verrà ricreato istantaneamente. Questo nuovo componente può quindi essere riutilizzato nel modello di assieme del caricatore fron- tale ed è possibile eseguire un’altra simula- zione per vedere in che modo la modifica influisce sul risultato. Con l’automazione dei processi, gli ingegneri possono testare rapidamente un numero enorme di progetti iterativi per trovare il miglior risultato possi- bile. Come esempio reale un cliente leader nel settore, ha utilizzato Simcenter 3D per ridurre il peso di un braccio macchina del 10,5% riprogettando i collegamenti rispetto al progetto precedente. A livello di macchina La prima serie di simulazioni si basa su cari- chi di inputgenerici, possonoessereanalitici, basati sull’esperienza o su una campagna di acquisizione dati di test. Una simulazione multibody (MBS) viene utilizzata per deri- vare carichi realistici virtualmente, quando tutti i i componendi e gli assiemi sono stati simulati, un MBS può fornire ulteriori infor- mazioni. MBS combina tutto in un modello completodel veicoloper simulare i carichi su ognicomponente.Lasimulazionemultibody consente inoltre agli ingegneri di esaminare la cinematica, le forze di massa e l’accele- razione o l’attuazione idraulica, in modo da comprendere carichi operativi realistici sulla macchina nel suo insieme. L’esempio mostrato nella figura 5 è un modello di una pala gommata a veicolo completo tenendo conto della deformazione elastica e della valutazione delle sollecitazioni dinamiche sul braccio principale. Vediamo la simulazione di sistemi per a- limentare l’analisi CAE. Dal punto di vista meccatronico delle attrezzature pesanti la co-simulazione con i controlli e l’attua- zione sono fondamentali. Utilizzando il software Simcenter Amesim si eseguono simulazioni di ciò che sta accadendo con sistemi come motori o cilindri idraulici, a seguire i risultati possono essere inseriti in Simcenter 3D (Fig. 6). Valutazioni di durabilità Eseguire durante la fase di progettazione la SPECIALE MACCHINE MOVIMENTO TERRA Fig. 1 - Tipico schema del posizionamento apparecchiature per misura e acquisizione dati. Fig. 2 - Cablaggio apparecchiature.