Sicurezza veicolo e crashworthiness: migliorare la predittività dei modelli numerici raffinando il processo di caratterizzazione dei materiali

Durante gli ultimi decenni, le performance a crash e la sicurezza degli occupanti sono diventati fondamentali per la progettazione dei veicoli. Diversi criteri possono essere utilizzati per valutare l’attitudine a crash di una struttura, compresi il controllo della deformazione, delle accelerazioni e la probabilità di lesione degli occupanti e dei pedoni. Questi criteri sono utilizzati fin dalle prime parti della progettazione e guidano gli ingegneri nella scelta di una soluzione ottimale. In particolare, i crash test sono una forma di testing distruttiva e permettono di verificare il rispetto delle normative di sicurezza. Tuttavia questi test sono molto dispendiosi in termini economici, principalmente quando la prova coinvolge l’intero veicolo. La fase di progettazione di un veicolo può durare diversi anni e durante questo tempo un considerevole numero di modifiche può essere applicato al prodotto. Questa è la ragione per cui non è generalmente possibile effettuare un nuovo test di validazione ogni volta che la modifica viene attuata. Le simulazioni numeriche (analisi agli elementi finiti) supportano gli ingegneri nella progettazione. Attraverso l’approssimazione dell’intero dominio in elementi geometrici semplici, è possibile risolvere agevolmente le equazioni matematiche che descrivono il problema e trovare una soluzione semplificata. Naturalmente, la sola discretizzazione del dominio non basta a risolvere il problema, poiché sono necessarie anche le impostazioni delle condizioni al contorno, le connessioni, il tempo di simulazione, ecc. In particolare, questo lavoro si è basato sulla caratterizzazione dei materiali e sull’implementazione numerica delle loro prorpietà La correlazione numerico-sperimentale (anche chiamata “reverse engineering”) migliora l’accuratezza delle analisi FEM e può ridurre il tempo previsto tra concept e produzione. Trovare i valori corretti delle variabili di correlazione significa ottenere un modello di calcolo affidabile in termini di risposta della struttura ai carichi esterni. Il presente lavoro è focalizzato sulla predittività di alcuni modelli FEM partendo dalla caratterizzazione e correlazione delle proprietà dei materiali coinvolti. Le campagne sperimentali e i test numerici sono il fulcro di suddetta caratterizzazione e i dati ottenuti vengono processati attraverso metodi manuali e automatici. In alcuni casi, lo studio si estende anche alla correlazione numerico-sperimentale di sotto-assiemi o di modelli FV (full-vehicle).