Riassunto analitico
L'avvento di metodi di calcolo come Analisi agli Elementi Finiti e Analisi di Sensitività, accompagnata dall'incremento della potenza di calcolo, ha sostenuto un cambiamento nella metodologia di progettazione. L'uso di analisi numeriche e di ottimizzazioni e la chiave per accelerare il flusso di progettazione in ottica di riduzione massa. Infatti, i requisiti in termini di rigidezza, NVH, crash e fatica possono essere considerati simultaneamente in un unica metodologia multidisciplinare ed integrata; inoltre, volendo progettare componenti con specifici obiettivi, un approccio di questo tipo può aiutare il relativo sviluppo in un modo piu dettagliato. Per di piu, attraverso le tecniche di ottimizzazione è possibile migliorare la correlazione numerico - sperimentale, aumentare la predittivita dei modelli, riducendo tempi e costi dello sviluppo industriale. All'interno di questa tesi , sarà presentata una panoramica sulle metodologie di ottimizzazione, concentrandosi soprattutto su ottimizzazioni strutturali per strutture in materiale composito e tradizionale. Nella prima parte verrà presentata una metodologia relativa alla Nanomodicazione di materiali compositi, illustrando il processo messo a punto per la creazione dei provini. In seguito verranno testati e correlati al fine di creare una scheda materiale utile per le analisi agli elementi finiti. Inoltre, verranno analizzate alcune possibili applicazioni in ottica lightweight - design di questi nuovi materiali trifasici. Nella seconda parte, le procedure di ottimizzazione e sensitività sviluppate verranno testate ed applicate ad una ampia gamma di strutture e sottostrutture, avendo come scopo il miglioramento del relativo flusso di progettazione e verificarne la robustezza. Alcune delle attivitàa presentate sono state affrontate durante un esperienza di stage all'interno del Dipartimento Strutture Veicolo - Ferrari GeS.
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Abstract
The advent of analysis methods such as Finite Elements and Design Sensitivity, coupled with the increase in computational power, have supported a design methodology change. The use of numerical analysis and optimization is the key for boosting lightweight design in mechanics since it can lead to remarkable improvements that would not have been achieved with the traditional approach.
Indeed, the functional requirements for stiness, NVH, crash and car lifetime can be considered jointly in view of a multidisciplinary and integrated method; moreover, when dealing with the design of a component with specic targets, such an approach can help in managing its development in a more detailed way.
Furthermore, by means of optimization techniques it is also possible to improve the numerical-experimental correlation, thus increasing the reliability of virtual models, that can reduce time and cost of the industrial development.
Within this thesis work, an overview over optimization methodologies will be given, specially focusing on structural optimization for Composite and tradidional Material Structures. In the rst part a methodology will be presented for the Nanomod-
ication activitiy, illustrating the manufacturing process created to obtain the samples. Then they will be tested and correlated in order to dene a proper card material usefull for FEA. Furthermore, some possible lightweight design applications of this new three - phase material will be investigated.
In the second part, the developed optimization and sensitivity methodologies will be applied to a wide range of structure and sub - structure, in order to improve their design process and to test their stability. Some of these activities have been faced during the internship at Ferrari GeS - Structural Dept.
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