analisi FEM aerospace trasportatore multidirezionale heavy-load
Client
Cimolai technology SPA
Category
ANALISI E CALCOLI CAE, ANALISI STRUTTURALI FEM, PROGETTAZIONE MECCANICA, MOVIMENTAZIONE CARICHI ECCEZIONALI, AEROSPACE/SPACE LOGISTICS
Tags
ANALISI A FATICA, STRUTTURE SALDATE, OTTIMIZZAZIONE STRUTTURALE

Allineamento millimetrico, sicurezza e tempi di movimentazione

Progettazione e analisi FEM di un trasportatore multidirezionale per componenti aerospace.

Chi lavora nell’aerospace sa che la movimentazione è il momento più critico: basta un errore di posizionamento e, di conseguenza, si rischia di danneggiare un componente che vale una fortuna. Per questo progetto abbiamo disegnato un sistema modulare capace di gestire rotazioni e ribaltamenti complessi direttamente in officina. Inoltre, i calcoli strutturali (FEM) sono stati fondamentali per “mirare” il design: l’obiettivo non era costruire un carro armato, ma una struttura ottimizzata che reggesse i carichi di fatica mantenendo i margini di sicurezza richiesti.

Cliente & richiesta

Per Cimolai Technology ci siamo occupati di una delle fasi più delicate del programma Ariane 6: la movimentazione del modulo PC120C. Il requisito, infatti, non era banale: serviva un sistema capace non solo di traslare, ma di ruotare e ribaltare il componente per il corretto allineamento. Inoltre, oltre al design meccanico, abbiamo gestito tutte le verifiche strutturali perché, quando si muovono segmenti di un lanciatore, la conformità normativa non è solo burocrazia: è la garanzia che nulla ceda mentre si manovrano tonnellate di tecnologia spaziale.

Precisione di

allineamento

± 0 mm

Riduzione materiale

tramite ottimizzazione FEM

- 0 %

Riduzione tempi medi di

movimentazione

- 0 %

Conformità safety

aerospace

0 %

Problema di progettazione trasportatore multidirezionale su piattaforma heavy-load: manovre complesse con rischio su stabilità e precisione

Il bisogno era realizzare un sistema capace di:

  • muoversi in due direzioni (movimento longitudinale e regolazioni laterali),
  • gestire rotazione piattaforma e ribaltamento controllato del carico,
  • garantire posizionamenti millimetrici durante le fasi di allineamento,
  • rispettare requisiti stringenti di sicurezza e normative di settore,
  • ottimizzare tempi e costi di realizzazione.
analisi FEM aerospace trasportatore multidirezionale heavy-load

Obiettivi di analisi strutturale FEM su trasportatore modulare: precisione, sicurezza, tempi e uso materiale

L’analisi FEM non serviva solo a confermare che la struttura non crollasse: al contrario, il vero obiettivo era togliere materiale dove non serviva. Spesso, infatti, si tende a sovradimensionare per stare tranquilli; tuttavia un trasportatore troppo pesante diventa lento e difficile da gestire, specialmente quando devi fare allineamenti di fino. Di conseguenza, la simulazione ci ha permesso di vedere dove la struttura fletteva troppo durante il ribaltamento — il momento critico per la stabilità — e quindi di irrigidire solo quei punti, alleggerendo il resto. In pratica, è un gioco di equilibri: volevamo margini di sicurezza robusti, ma senza sprecare acciaio.

Architettura tecnica a 3 livelli (base mobile, ralla di rotazione, allineamento orizzontale)

Il trasportatore è stato concepito come struttura modulare con tre livelli indipendenti:

 

  1. Struttura base mobile: spostamento lungo l’asse principale di carico (movimentazione longitudinale).

  2. Ralla di rotazione: rotazione dell’intera piattaforma con controllo angolare per posizionamento e ribaltamento.

  3. Sistema di allineamento orizzontale: regolazioni laterali fini per posizionamenti millimetrici.

analisi FEM aerospace trasportatore multidirezionale heavy-load con mappa tensioni e deformazioni
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Risultati della progettazione e analisi FEM sul trasportatore: allineamento ±1 mm, -20% materiale, -35% tempi

I risultati riportati dal progetto includono un set di indicatori tecnici e operativi. La piattaforma raggiunge una precisione di allineamento e rotazione ±1 mm, ottenuta grazie al livello dedicato di allineamento e alla separazione funzionale. Inoltre, l’ottimizzazione strutturale guidata da FEM ha portato a una riduzione dichiarata dell’impiego di materiale pari a -20%. Dal punto di vista operativo, di conseguenza, è indicata una riduzione dei tempi medi di movimentazione del 35% rispetto a soluzioni precedenti. È inoltre dichiarata la conformità al 100% alle normative safety di settore.

  • Davide Mavillonio

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Davide Mavillonio
Division Manager
CAE Dept