Tool CAD/CAE per la progettazione di strutture aeronautiche

Il lavoro in questione riguarda lo sviluppo e la presentazione di un software di creazione guidata di strutture aeronautiche, con particolare attenzione alla metodologia ed agli algoritmi di generazione delle mesh che definiscono le geometrie della struttura.
Tale lavoro di tesi nasce dalla collaborazione tra il laboratorio di Costruzioni di macchine dell’Università del Salento e Agusta Westland, azienda leader nel settore aeronautico, e si sviluppa grazie al sostegno del Graphics and Software Architectures Lab, laboratorio del Dipartimento di Ingegneria dell’Innovazione dell’Università del Salento.
Il progetto oggetto del lavoro nasce proprio dall’esigenza, espressa da Agusta Westland, di realizzare un tool di modellazione rapida a partire da poche macrogeometrie semplificate, relative a strutture di fusoliere, per consentire al progettista una più rapida modellazione nella fase iniziale di prototipo di elicotteri.
Il prodotto finale realizzato, il software denominato Mesh FEM 1.0 alpha, realizzato presso l’Università del Salento proprio per venire incontro alle esigenze dell’azienda partner, permette una rapida e poco dispendiosa modellazione, essendo concepito come metodologia di creazione di mesh in maniera automatica e completamente guidata dall’utente.
Nel mondo della progettazione e modellazione di componenti aeronautici, o, più in generale, di geometrie a partire dal sostegno dello strumento informatico, oggi i più diffusi ed utilizzati metodi possono essere raggruppati in due categorie principali, tra loro strettamente legate: i software di tipo CAD (Computer Aided Design) e FEM (Finite Element Method). Essendo degli strumenti già ben radicati e testati nell’ambiente della modellazione, tali software presentano degli indubbi vantaggi in termini di capacità di riproduzione sempre più spinta della realtà, efficiente integrazione e possibilità di valutare in maniera rapida diverse soluzioni progettuali;
tuttavia, il rovescio della medaglia presenta dei lati negativi, come tempi spesso molto lunghi di modellazione e generazione di mesh, e lunghi tempi di apprendimento, essendo tali software molto spesso di tipo general-purpose e non dedicati a problemi o ambiti specifici.
Proprio per ovviare a tali inconvenienti è stato proposto il tool oggetto di questo, che si suddivide in tre parti fondamentali: la prima parte è dedicata all’analisi dello stato dell’arte, passando in rassegna le principali metodologie e i software attualmente più utilizzati nell’ambito della progettazione di strutture aeronautiche, nonché gli algoritmi di generazione di mesh per componenti di questo tipo; la seconda parte è dedicata alla descrizione del software oggetto del lavoro, partendo da un’analisi qualitativa su motivazioni e obiettivi che hanno portato allo sviluppo del sistema, e definendone nel dettaglio l’architettura; la terza parte è dedicata all’esposizione degli algoritmi di generazione ed ottimizzazione delle mesh, con particolare riferimento alle soluzioni adottate nella realizzazione di una struttura aeronautica, terminando con la presentazione di un caso di studio reale utilizzando il software in tutte le sue funzionalità e peculiarità.