Buongiorno a tutti voi e benvenuti a questo seminario dedicato all’ottimizzazione strutturale anche se si tratta di un argomento molto particolare e di nicchi vi informo che vi siete iscritti veramente numerosi e voglio ringraziarvi per la partecipazione. Ne approfitto subito per chiedere scusa in anticipo per gli inevitabili colpi di tosse che ci accompagneranno durante il seminario.

Questo webinar è il secondo episodio della serie dedicata a OptiAssist per Simcenter 3D, una serie di eventi che ci accompagnerà ancora per qualche settimana. Sul nostro sito è disponibile già da diverse settimane la registrazione del primo seminario quello dedicato alla tecnologia RDM acronimo di Reinforcement Derivation Method, una tecnologia basata sull’ottimizzazione topologica che permette di individuare facilmente la posizione migliore dove introdurre rinforzi per irrobustire una struttura esistente. Tra qualche settimana invece parleremo di una caratteristica, uno dei punti di forza di OptiAssist, ovvero l’ottimizzazione delle strutture in composito nel rispetto dei vincoli tecnologici e di manufacturing. Questa è una caratteristica unica di OptiAssist che lo ha reso molto popolare sia tra i team di Formula 1 che tra quelli di Coppa America. Oggi, invece affrontiamo un tema che è quello dell’ottimizzazione delle strutture di piccolo spessore modellate con elementi shell. Possono essere parti a spessore costante, come lamiere o geometrie a spessore rastremato, come parti stampate in plastica.

Durante questo seminario avremo modo di vedere in azione OptiAssist sia con l’uno che con l’altro tipo di struttura. Vi informo che l’iscrizione a questa serie di webinar è unificata, per cui non avete bisogno di iscrivervi nuovamente per l’evento del 4 novembre, ma riceverete d’ufficio il link e il promemoria per partecipare. Per variare questa programmazione, in realtà, tra l’evento del 23 settembre e quello del 4 novembre ne avremo un altro, del quale vi parlerò alla fine del seminario.

Molto brevemente l’agenda di questo incontro. Prima di tutto un paio di slide per introdurre OptiAssist per Simcenter 3D per chi ancora non lo conoscesse. Dopodiché vedremo dei cenni sull’ottimizzazione degli spessori con il metodo del gradiente. Questa è la tecnica utilizzata da Simcenter 3D e il solutore Nastran SOL 200 e pilotata da OptiAssit. Questa la mettiamo a confronto con il flusso tipico di ottimizzazione che viene svolto manualmente dall’analista e dal progettista. Successivamente vedremo un paio di esempi pratici, nei quali scopriremo passo dopo passo la procedura di ottimizzazione degli spessori, con OptiAssist, che come vedrete è molto immediata e semplice da utilizzare, alla portata anche di chi non è esperto di software di ottimizzazione. Dopodiché tireremo molto rapidamente le conclusioni di questo evento e per chi vorrà intrattenersi più a lungo è prevista una sessione di domande e risposte, nella quale potrete sottopormi i vostri quesiti. Per le domande dovete utilizzare la chat, il pannello di GoToWebinar, potete sottoporre le domande in qualsiasi momento, io però le leggerò e riponderò soltanto al termine della presentazione. Vi informo anche che stiamo registrando questo seminario, pertanto se avete dei problemi di connessione con l’audio o con il video non preoccupatevi, tra qualche giorno riceverete il link con il quale vedere la registrazione del seminario.

Per cui cominciamo con la prima parte, che cos’è OptiAssist per Simcenter 3D.

OptiAssist è un prodotto sviluppato da GRM Consulting, una società inglese. Per la realizzazione di OptiAssist GRM Consulting aveva l’obiettivo di sviluppare un ambiente unificato che permettesse agli utilizzatori di Simcenter 3D di sfruttare al massimo il potenziale messo a disposizione dal modulo Nastran Optimization, ovvero il modulo SOL 200 del solutore Nastran. Per raggiungere questo obiettivo GRM ha lavorato in due ambiti, il primo è stato quello di semplificare l’interfaccia grafica per pilotare la SOL 200 rendendola meno complicata e quindi accessibile anche a chi ha meno esperienza per quanto riguarda l’utilizzo dei software di ottimizzazione, tra cui, ad esempio, i progettisti. In questo modo l’ottimizzazione strutturale può essere utilizzata in maniera efficace anche nelle fasi preliminari del progetto. Il secondo aspetto è stato quello di portare sulla piattaforma di Simcenter e Nastran l’esperienza maturata con il solutore Genesis, che è un solutore allo stato dell’arte per quanto riguarda i temi dell’ottimizzazione struturale. Ad esempio, tutta la suite di strumenti per l’ottimizzazione dei compositi che vedremo nel prossimo episodio e tante altre tecnologie che vediamo, alcune di queste, anche oggi, per ad esempio partizionare i modelli FEM esistenti.

OptiAssist per Simcenter 3D è arrivato adesso alla terza versione, quindi è un software robusto, maturo, affidabile che si integra alla perfezione con l’ambiente di modellazione di Siemens. Come dicevo uno dei punti di forza, forse il principale punto di forza per Simcenter 3D è la sua semplicità di utilizzo. Il programma viene integrato nell’interfaccia utente di Simcenter attraverso un ribbon dedicato, lo vediamo qua in questa slide, che contiene in maniera organizzata tutte le funzioni di ottimizzazione. Nella prima parte sono presenti i vari moduli di ottimizzazione, categorizzati per tipo, ottimizzazione degli spessori, ottimizzazione topografica, ottimizzazione freeshape, ottimizzazione dei compositi e RDM che abbiamo visto la volta scorsa. Cliccando su ogni pulsante viene attivato un Wizard che propone una serie di pannelli, un percorso guidato con il quale l’utilizzatore, rispondendo a delle domande, riesce a mettere in piedi un progetto di ottimizzazione in maniera molto rapida. Quindi può definire quelli che sono gli obiettivi, i vincoli, vincoli come possono ad esempio essere il valore della massa da rispettare o vincoli tecnologici come piani di simmetria o cose di questo tipo. Dopodiché nel ribbon troviamo il pulsante per lanciare l’ottimizzazione, una volta eseguito il run di ottimizzazione ci sono gli strumenti per interrogare rapidamente i risultati e interpretare appunto, prendere decisioni sul progetto in base ai risultati dell’ottimizzazione. Questa impostazione permette di semplificare l’utilizzo sia per chi già conosce NX Nastran e Simcenter 3D e riduce la rampa di apprendimento necessaria per un nuovo utilizzatore quando si vuole mettere a puhnto uno studio di ottimizzazione robusto e affidabile.

Veniamo al cuore dell’argomento di oggi. L’ottimizzazione degli spessori.

La prima parte è, il punto di partenza dell’ottimizzazione è un modello agli elementi finiti realizzato con elementi shell ai quali vengono assegnati gli spessori di primo tentativo sulla base dell’esperienza, viene seguito il calcolo agli elementi finiti e sulla base dei risultati vengono verificate le prestazioni. Se le prestazioni non sono in target, non sono in obiettivo, l’analista deve interpretare i risultati e usando l’esperienza e talvolta, se si sta analizzando qualcosa di completamente nuovo anche l’intuito, decidere sia in quali zone andare a modificare gli spessori che il valore di spessore da assegnare alle varie zone. Dopodiché si aggiorna manualmente il modello e nasce un loop di iterazioni che tipicamente possono richiedere, in alcuni casi anche decine di cicli, prima di raggiungere l’obiettivo e poter deliberare il progetto. Pertanto si tratta di un processo iterativo che richiede tempo per essere completato, di un processo basato molto sull’esperienza e sull’intuito di chi sta utilizzando il software e di un processo manuale, pertanto soggetto a possibili errori.

Vediamo adesso come gli algoritmi di ottimizzazione e la matematica possono aiutarci a rimuovere tutte e tre queste limitazioni.

Una delle tecniche di ottimizzazione più diffuse, che è quelle implementata anche nella SOL 200 di Nastran è il metodo del gradiente, noto anche come metodo della sensitività. Di fatto il punto di partenza è sempre lo stesso di prima, viene fatta l’analisi agli elementi finiti, con la differenza che si definiscono delle funzioni obiettivo che vengono espresse in una formula di cui vogliamo andare a trovare il minimo. Ad esempio, se vogliamo massimizzare la rigidezza di una struttura, l’ottimizzatore cercherà di minimizzare la cedevolezza. Calcoliamo poi con veri metodi numerici, differenze finite, sviluppi in serie di Taylor, formule analitiche, la variazione della funzione obiettivo, come ad esempio la cedevolezza, al variare di ciascuna variabile di progetto, nel nostro caso gli spessori. Il software interpreta le derivate in maniera da identificare un nuovo set di valori di spessori e aggiorna il modello rilanciando nuovamente l’analisi. In ogni iterazione viene verificato che il nuovo disegno non sia in conflitto con eventuali vincoli da rispettare, come ad esempio la massa complessiva del sistema. Dopodiché questo ciclo viene iterato in maniera automatica finché non si raggiunge l’obiettivo e la procedura si ferma con un disegno che rispetta le prestazioni desiderate.

Questo qui è uno degli approcci implementati nei software di ottimizzazione presenta vari vantaggi rispetto al metodo manuale. Il primo è che posso definire chiaramente l’obiettivo dello studio e dei vincoli geometrici di vario tipo che il progetto, il modello FEM deve rispettare. Essendo un metodo basato sulla sensitività, l’algoritmo capisce da solo quali siano gli spessori più influenti e quali invece possano essere da parte. Pertanto aiuta il progettista anche a capire il comportamento strutturale del prodotto e fornisce delle informazioni utili anche per progettare eventualmente una versione successiva del prodotto. È un metodo numerico, che si interrompe automaticamente quando ha raggiunto la convergenza, nel caso in cui non la raggiunga possiamo comunque fissare il numero massimo di iterazioni e vedere dove è arrivato l’algoritmo, per cui alla fine otteniamo sempre dei risultati che ci aiutano a comprendere il comportamento del sistema.

In ultimo, si tratta di una procedura automatica, in cui tutte le scelte vengono fatte a monte e che non richiede un intervento manuale dell’operatore durante la sua esecuzione, se il risultato per qualche motivo non ci soddisfa è sufficiente cambiare le impostazioni con cui abbiamo lanciato l’ottimizzatore e rilanciare poi l’analisi, per eventualmente saggiare e provare varie opzioni progettuali.

Prima di vedere nel dettaglio il funzionamento di OptiAssist vi riporto un caso applicativo che è l’ottimizzazione dello spessore di una fioriera in plastica.

Si tratta di un prodotto di per se molto semplice, senza alcun tipo di contenuto tecnologico, è una scatola di plastica, in questo caso senza coperchio. Ciò non ostante è un prodotto per il quale l’ottimizzazione strutturale si è rivelata utile, per vari motivi. La fioriera viene prodotta in grandi quantità, pertanto la scelta del materiale viene effettuata prevalentemente economica e di esigenze del processo produttivo. In questo caso il materiale è polipropilene, un materiale con caratteristiche meccaniche, di rigidezza e di resistenza relativamente basse, però è un prodotto economico. Dall’altra parte bisogna che la fioriera non si deformi eccessivamente sotto l’azione della spinta interna di acqua e terriccio. Pertanto ci sono due esigenze contrapposte, da una parte la volontà di contenere al massimo i costi e quindi ridurre al massimo gli spessori, dall’altra quella di garantire le prestazioni meccaniche desiderate e quindi aumentare lo spessore fino a quanto serve. Se banalmente ci limitiamo ad realizzare uno stampo a spessore costante, basta fare il modello con gli elementi shell e a mano con un paio di iterazioni, cambiando lo spessore, troviamo lo spessore che rispetta, diciamo la freccia massima ammissibile. Problema risolto. Se però desideriamo creare spessori diversificati nelle varie zone del vaso per cercare ridurre la massa complessiva e quindi il costo del vaso, a parità di deformazione massima, la soluzione migliore diventa decisamente più complicata da trovare a mano. Togliere anche pochi grammi di plastica su la singola fioriera, in questo caso vuol dire enormi risparmi in termini di materia prima e costi energetici complessivi per la produzione di centinaia di migliaia di pezzi in fondo all’anno. Quindi è un aspetto importante anche per un prodotto “non tecnologico” come questo. In questo caso, dalla prima verifica strutturale, che è stata fatta usando degli spessori di primo tentativo basati sull’esperienza, è venuto fuori che la deformata massima della fioriera è eccessiva. Quindi bisogna aumentare lo spessore per recuperare rigidezza, meno materiale vado a mettere ovviamente e più il cliente è contento.

In questa tabella vediamo un confronto l’ottimizzazione manuale a spessore costante (il caso 1) e due approcci di ottimizzazione automatica eseguiti con OptiAssist. In tutti i casi l’obiettivo era quello di dimezzare la freccia massima, quindi portarla al 50% rispetto a quello che era il disegno baseline. Nel caso 1 è stato trovato quel valore di spessore che mi garantisce esattamente la freccia desiderata. Questo vuol dire però aumentare rispetto al baseline la massa del 44%. Usando due approcci differenti, il caso 2, nel quale la fioriera è stata suddivisa in strisce orizzontali in maniera da poter gestire variazioni di spessore lungo l’altezza e un altro caso, in cui la fioriera è stata invece suddivisa in patch quadrate per andare a diversificare gli spessori. In entrambi i casi si nota che l’incremento di massa è di poco superiore al 20%, di fatto è la metà l’incremento in massa che si ottiene a parità di prestazioni rispetto ad avere una fioriera a spessore costante. Giusto per farvi vedere quelli che sono i risultati di questo studio di ottimizzazione fatto con OptiAssist, qui si nota, diciamo vista la simmetria del sistema di carico e di vincolo, è stato studiato solo un quarto di tutto il modello. Qui sono riportati il caso 2 e il caso3. Vediamo, nel caso delle strisce orizzontali si può apprezzare l’inspessimento alla base, dove si scarica tutta la flessione data dalla spinta sul fianco della fioriera e un inspessimento sul bordo libero, in maniera da creare una specie di cerchiatura sul bordo della fioriera.

La soluzione con le patch quadrate invece risulta un po’ più creativa come forma, vede questo andamento, e se mi permettete, tende ad assomigliare anche al risultato che si ottiene con un’ottimizzazione topologica, anche se questo non è esattamente il solito tipo di analisi. Come spesso capita nell’ottimizzazione si tratta di idee concettuali che poi devono essere interpretate dal progettista e tradotte poi in disegni che rispettano poi anche altri aspetti funzionali e tecnologici che non possono essere implementati nell’algoritmo. Per cui sulla base di questo il progettista può decidere come andare a ridisegnare la forma del prodotto per andare a ottenere il target di rigidezza e di massa desiderato.

Veniamo adesso alla parte delle dimostrazioni pratiche. Il primo caso che vedremo è lo studio di un carrello soggetto a un peso con due diverse configurazioni di carico. Si tratta di un carrello realizzato in materiale metallico elettrosaldato e l’obiettivo è quello di andare ad ottimizzare la distribuzione di spessore dei tubi e delle piastre di lamiera che lo costituiscono. Per vedere questo esempio faccio partire un video.

In questa esercitazione di OptiAssist per Simcenter 3D vediamo l’ottimizzazione della distribuzione di spessore di un carrello.

La prima cosa da fare è eseguire una analisi statica e dare un’occhiata ai risultati, per capire come è messo il modello di partenza.

Dando un’occhiata agli spostamenti del primo caso di carico ci accorgiamo che la deformata massima delle maniglie è di 3,9 mm, invece nel secondo caso di carico la piastra inferiore si deforma di circa 1,2 mm verso il basso.

A questo punto facciamo clic su Return to Home e selezioniamo la scheda OptiAssist, presente come componente aggiuntivo in Simcenter 3D. Da qui si passa a Thickness Optimization, che apre la finestra Optimization setup.

La prima cosa da fare è selezionare le due storie di carico per cui vogliamo ottimizzare il carrello.

Dopo di che si apre la scheda Design Rules in cui si creano due nuove regole. Facendo clic su New, creiamo la prima, che chiameremo Pipes, a cui assegniamo uno spessore minimo di 1,6 mm e uno massimo di 4,0 mm.

Dall’elenco delle proprietà utilizzate nel modello FEM possiamo selezionare tutte quelle che contengono il nome Pipes, quindi selezioniamo il primo, teniamo premuto Shift e clicchiamo sull’ultimo. Dopodiché selezioniamo Add Rule per aggiungere la regola.

Ripetiamo adesso per le lamiere. La nuova proprietà si chiamerà Sheets e il minimo sarà 1,2 mm e il massimo 5 mm. Fare clic su OK. Fare clic sulle proprietà con Sheets nel nome per selezionarle e facciamo poi clic su Add Rule per aggiungere le regole. Queste due regole sono state aggiunte.

Cliccando su Next passiamo alla scheda Goal. Qui vogliamo che l’obiettivo sia massimizzare la rigidezza. Vogliamo fissare come vincolo la massa degli elementi shell, senza il carico applicato. La massa corrente è 17,5 kg. Selezioniamo i subcases e facciamo clic su Next.

Non sono necessari altri vincoli, quindi facciamo di nuovo clic su Next e passiamo alla scheda Settings.

Tutte le impostazioni predefinite vanno bene per questa ottimizzazione. Pertanto, facciamo clic su OK.

Torniamo alla scheda OptiAssist e premiamo Solve.

Una volta completata l’analisi, chiudiamo la finestra del log e diamo un’occhiata alla Design History. Per prima cosa vediamo la funzione obiettivo, nel grafico vediamo la cedevolezza e possiamo vedere come durante le iterazioni sia diminuita, come desideravamo. Possiamo anche controllare la violazione dei vincoli. Possiamo vedere che parte da 0, ma rimane poi confinata a dei valori trascurabili, ben inferiori all’1%.

Per capire le modifiche apportate al progetto da parte dell’ottimizzatore possiamo visualizzare la mappa degli spessori. Per farlo si accede alla barra multifunzione OptiAssist e, alla voce post processing, si fa clic su Thickness contour, selezioniamo l’ultimo ciclo e visualizziamo la mappa degli spessori. La mappa mostra i nuovi spessori per i diversi componenti del modello. La scala cromatica mostra che durante l’ottimizzazione i tubi, in colore blu più scuro, hanno avuto un aumento di spessore trascurabile mentre la piastra e le maniglie hanno subito un aumento di spessore molto più elevato. A questo punto possiamo chiudere la finestra.

Possiamo dare un’occhiata ai nuovi risultati sotto OptiAssist Solution > Structural vediamo che per il primo caso di carico lo spostamento massimo è passato da 3,9 mm a 3,3 mm, quindi sappiamo che l’ottimizzazione ha funzionato per questo modello.

Una volta soddisfatti, facciamo clic su Return to Home. Andiamo alla barra OptiAssist e selezioniamo Update Model per aggiornare il modello FEM con i risultati dell’ottimizzazione. Selezioniamo l’ultima iterazione, impostiamo la tolleranza dello spessore in 0,1 mm e diamo conferma.

A questo punto possiamo tornare al file FEM aggiornato da OptiAssist e controllare i vari collettori delle proprietà degli elementi shell. Selezionandole con il pulsante destro del mouse possiamo vedere lo spessore e quindi verifichiamo che il modello agli elementi finiti è stato aggiornato con i risultati dell’ottimizzazione.

Perfetto, il secondo caso che andiamo a vedere è quello dell’ottimizzazione di uno sgabello in plastica. In questo modello vedremo in azione la funzione per partizionare e raggruppare automaticamente gli elementi in patch. Anche in questo caso faccio partire un video dimostrativo.

In questo esempio vediamo l’ottimizzazione dello spessore di uno sgabello in plastica stampata. Questo è il modello con il carico applicato.

Per prima cosa, dobbiamo eseguire l’analisi statica che utilizzeremo per impostare l’ottimizzazione.

Una volta eseguito il calcolo chiudiamo le finestre e andiamo a cercare i risultati nell’albero del Simulation Navigator. Apriamo i risultati strutturali facendo doppio click su Structural. Andiamo a vedere le deformazioni.

Qui si può vedere il carico applicato sulla seduta. La simulazione di una persona seduta o in piedi sullo sgabello provoca una deformazione eccessiva, superiore a 8 mm. Pertanto in questa esercitazione vedremo di modificare gli spessori delle nervature per ridurre al minimo la deformazione della seduta.

Facciamo clic su Return to Home e andiamo alla barra multifunzione OptiAssit. Selezioniamo Thickness Optimization. Si apre la finestra di ottimizzazione e la prima cosa da fare è selezionare il carico su Standing Load nella scheda dei Subcase. Facciamo clic su Next e passiamo alla scheda Design rule, nella quale creeremo una nuova regola per l’ottimizzatore.

Per lo spessore minimo selezioniamo 2,5 mm e per il massimo 8 mm. Facciamo clic su OK e assegniamo la regola al componente Plastic Stool.

Ripetiamo adesso il processo. Creiamo una nuova regola. Come tipo selezioniamo Subdivision per assegnare spessori differenti a ciascuna nervatura.

Cambiamo il patch creation method e cambiamolo in feature angle con un angolo di 30 gradi. Facciamo clic su Generate.

Una volta create le patch, è sufficiente selezionare il contenitore dei carichi per vedere quali patch sono state saltate. Aggiungiamo anche queste patch alla selezione e aggiorniamo la patch numero 3.

Facciamo clic su OK per aggiungere la nuova regola di progettazione.

Una volta soddisfatti, facciamo clic su Next e definiamo l’obiettivo dell’ottimizzazione.

L’obiettivo è ridurre al minimo la massa e lo faremo per l’intero modello, quindi va benissimo.

Arriviamo alla scheda Constraint, dove aggiungeremo un nuovo vincolo. Vogliamo che il tipo di risposta per questo vincolo sia Displacement e che il limite superiore sia 5,5 mm. Possiamo lasciare vuoto il limite inferiore.

Per il direction node inseriamo l’ID del nodo 11934 che si trova nella mezzeria della seduta e facciamo clic su OK.

A questo punto facciamo clic su Next e nella scheda Settings modifichiamo il numero di iterazioni portandolo a 20. A questo punto accettiamo questo nuovo studio di ottimizzazione e possiamo andare nella scheda OptiAssit nella barra multifunzione e facciamo clic su Solve.

Una volta completata l’analisi, chiudiamo tutte le finestre.

Per prima cosa andiamo a verificare la Design History: basta fare clic su plot per vedere che inizialmente la massa è aumentata fino a 3,8 kg con l’aumento dello spessore, per poi ridursi durante l’ottimizzazione fino a 2,6 kg.

Andiamo adesso a dare un’occhiata agli altri risultati. Quindi, sotto la voce Solution – OptiAssit, diamo un’occhiata alla mappa dei risultati facendo doppio clic su Structural, vediamo la deformazione dell’ultima iterazione: si può vedere che lo spostamento massimo è diminuito, passando da oltre 8 mm a poco più di 6 mm.

Facciamo clic su Return to home, OptiAssit e poi su Thickness contour per vedere la mappa degli spessori al termine dell’ottimizzazione.

Si può notare un aumento dello spessore delle nervature centrali fino a 8 mm mentre le zone incolore blu sono rimaste sostanzialmente a 2,5 mm.

A questo punto possiamo aggiornare il modello FEM usando i risultati dell’ultimo ciclo di ottimizzazione, facendo clic su Update Model Results.

A questo punto il modello FEM possiede gli spessori generati dall’ottimizzatore.

Benissimo, dopo questi due esempi di funzionamento di OptiAssist possiamo cominciare a tirare un po’ di conclusioni.

Quali sono i vantaggi di OptiAssist per Simcenter 3D sia rispetto agli approcci manuali che ad altri software di ottimizzazione?

Il primo è legato alla semplicità con cui si fanno questi studi, quindi la semplicità d’uso, l’interfaccia utente. Ogni tipo di ottimizzazione dentro OptiAssist viene impostato attraverso un Wizard guidato, avete avuto modo di vedere il percorso completo dell’ottimizzazione, che guida l’utente nel definire tutti gli aspetti dello studio. Lo scopo è proprio quello di rendere fruibile e facilmente accessibile l’ottimizzatore SOL 200 da parte anche di un progettista.

Altra cosa, durante la definizione dello studio l’utente può impostare vari tipi di vincolo che l’ottimizzatore deve rispettare, dal valore della massa a vincoli geometrici, come eventualmente simmetrie. In questa maniera è più semplice per il progettista ottenere risultati che possano essere poi implementati sul prodotto.

Un’altra funzione molto interessante che abbiamo visto in azione sia qua nel modello della fioriera che nel modello dello sgabello è quello del partizionamento del modello. Supponiamo ad esempio che l’utente abbia creato la struttura di una macchina in carpenteria elettrosaldata, dove tutte le lamiere hanno il solito spessore, in questo caso è molto probabile che abbia utilizzato un solo collector, una sola proprietà per indicare lo spessore di tutti gli elementi. In questo caso diventerebbe complicato andare a segnare spessori differenziati alle varie lamiere, con OptiAssist invece ci sono gli strumenti di raggruppamento automatico, come quello che abbiamo visto in questo caso o quello dello sgabello, con il quale è il software che va a partizionare le patch per poter poi andare a modificare lo spessore localmente. Altra cosa importante, la facilità con cui viene aggiornato il modello agli elementi finiti, in questo caso con gli spessori degli elementi, aggiornati in base all’ultima iterazione dell’ottimizzatore. Questo modello poi può essere utilizzato o nel contesto di un assieme più grande o può essere usato semplicemente per verificare le prestazioni della parte sotto l’azione anche di altri carichi o fare analisi dinamiche o analisi di altro tipo.

Tutto questo si traduce per l’azienda in una drastica riduzione di tempi di sviluppo e costi di realizzazione del prodotto.

Prima di procedere con la chiusura e la sessione di domande e risposte ne approfitto per informarvi di un’interessante opportunità. Nel Decreto Aiuti bis, convertito in legge poche ore fa è stato confermato l’ampliamento al 50% del credito di imposta per l’acquisto di bene immateriali 4.0. le licenze dei software di analisi come Simcenter 3D e OptiAssit rientrano tra i bene immateriali 4.0 che beneficiano di questo incentivo. Non voglio scendere troppo nel dettaglio adesso, ma sappiate che è un’opportunità che al momento è valida soltanto per gli investimenti effettuati entro il 31 dicembre e rispetto ad altri finanziamenti e ad altri incentivi che ci sono stati in passato, la burocrazia e gli adempimenti documentali necessari per attivarlo sono più semplici rispetto al passato. Se desiderate approfondire l’argomento, visitate il link che vedete in questa pagina o il QR Code o lo short URL che ho pubblicato, vi rimandano esattamente alla solita pagina sul nostro sito internet, in alternativa potete scriverci un’email o chiamarci telefonicamente.

Ci avviciniamo alla chiusura del seminario, vi ricordo che il terzo episodio della serie dedicata a OptiAssist nel quale parleremo dell’ottimizzazione dei compositi, si terrà il 4 di novembre, prima però abbiamo un altro evento definito a calendario. Tra due settimane organizzeremo un seminario dedicato alla simulazione ad elementi finiti nell’applicazione aerospace, si tratta di un evento organizzato in collaborazione con Tech-Value, nel quale interverrà l’ingegnere Riccardo Corsini di Highftech Engineering, azienda di Modena, molto attiva nella progettazione e produzione di sistemi spaziali. Sono già aperte le iscrizioni, tramite il nostro sito, sul sito di Tech-Value e anche tramite la nostra pagina LinkedIn. Riceverete comunque tra un paio di giorni l’email con il link per iscrivervi insieme a quello per vedere la registrazione di questo seminario.

A questo punto possiamo cominciare con la sessione di domande e risposte. Vedo che sono arrivate già varie domande.

La prima mi dice. Visto che sia lo sgabello che la fioriera sono in materiale plastico è possibile utilizzare l’ottimizzazione per materiali non lineari?

La risposta è no, perché è il metodo del gradiente il metodo basato sulla sensitività che è un metodo basato su un approccio di tipo lineare, per cui non posso introdurre nel modello una risposta di tipo non lineare legata al materiale, ma devo convivere con un’ipotesi di comportamento lineare del materiale. Questo per questo tipo di ottimizzazione, eventualmente dentro Simcenter 3D è presente un altro modulo di ottimizzazione che si chiama HEEDS è un software di ottimizzazione generale multi obiettivo che permette in quel caso di attaccare l’ottimizzazione strutturale a qualsiasi tipo di simulazione, quindi di tipo termico, di tipo non lineare, di tipo fluidodinamico, ma diciamo è un altro strumento.

Altra domanda: OptiAssist permette di inserire vincoli legati al processo produttivo o utilizzati per realizzare il pezzo? Stampo plastico, lavorazioni, stampa 3D?

Allora, questo sì, ma non nel contesto dell’ottimizzazione degli spessori. Mi spiego, l’introduzione di un vincolo di produzione, del tipo il componente che viene realizzato per fusione, piuttosto che per stampa 3D, tendenzialmente è argomento di ottimizzazione topologica. Quindi utilizzando il modulo RDM di OptiAssist la risposta è sì, risco a introdurre anche vincoli di produzione, diciamo per esempio nel caso delle fusioni posso imporre una direzione di sformo, per cui il software andrà ad evetare la creazione di sottosquadri rispetto ad un determinato piano di generazione del modello.

Altre domande

Ci sono dei limiti imposti nel numero di variabili di progetto che si possono usare per l’ottimizzazione?

No, diciamo in questo caso rispondo sul tema dell’ottimizzazione degli spessori, non ci sono dei limiti imposti sul numero di variabili ne su quello dei vincoli, gli unici limiti dipendono fondamentalmente dal metodo utilizzato. Il metodo del gradiente è un metodo che richiede l’esecuzione a ogni iterazione del calcolo della matrice di sensitività e del calcolo della risposta del modello. Quindi io aggiorno il modello e poi rilancio per vedere come è cambiata la risposta, per cui se ho un modello leggero come ad esempio il caso della fioriera, gira veramente in pochi minuti tutto il loop di ottimizzazione, viceversa se ho modelli molto grandi con tantissime variabili da controllare i tempi di calcolo si possono allungare proprio a causa della dimensione, della mole del modello. Pero di per se non c’è una limitazione imposta nel numero di variabili e vincoli.

Non ci sono altre domande, per cui vi ricordo nuovamente l’evento che terremo fra due settimane con Highftech Engineering dedicato all’analisi FEM nel settore spazio, vi ringrazio nuovamente per la partecipazione e vi auguro un felice fine settimana. A presto.