La simulazione cloud-based nella progettazione

Nella gran parte di progettazione di componenti meccanici in prima istanza devono essere soddisfatti i requisiti di resistenza e deformabilità. L’approccio tradizionale è quello di scomporre il caso nelle azioni elementari e calcolare in punti specifici la tensione e la deformazione al fine di confrontarli con i valori ammessi.
Con la simulazione FEM (finite elements method) si ha invece una informazione continua su tutto il corpo del suo stato tensionale . C’è quindi un enorme vantaggio nel valutare le prestazioni di un componente ai fini della funzione che deve svolgere. Il problema è che i software per la simulazione FEM sono piuttosto criptici e quindi i risultati sembrano dover essere accettati come atto di fede.
La procedura tradizionale è relativamente semplice a volte lunga e laboriosa ma si può controllare passo passo. Ben più difficile è la cosiddetta validazione dei risultati di una simulazione numerica. Può anche succedere che con le stesse premesse diversi analizzatori o simulatori ottengano risultati molto diversi. Ciò che fa la differenza è il setup del software e la conoscenza matematica di come lavorano questi programmi di calcolo. Attualmente i programmi commerciali hanno stabilito delle procedure automatiche che semplificano enormemente il lavoro di impostazione del calcolo fem. Anche le interfacce sono molto semplificate sopratutto per aumentare la produttività.

In concreto allora non occorre di principio avere una laurea in ingegneria meccanica per impiegare questi software. Anzi è preferibile una consolidata esperienza di progettazione manuale per valutare nella corretta misura i risultati delle simulazioni numeriche.
Il problema diventa invece: come iniziare ad utilizzare la simulazione fem?

Lo schema del flusso di lavoro di una simulazione fisica per esempio strutturale è il seguente:
– modellazione dell’oggetto da analizzare con un programma cad;
– meshatura del modello, cioè la sua suddivisione in elementi;
– imposizione del condizioni al contorno: vincoli e carichi che agiscono sull’oggetto;
– elaborazione delle procedure di calcolo;
– analisi dei risultati con un post processore;
Il flusso di lavoro può essere più o meno integrato nei programmi e i softwares oggi presenti si propongono fra quelli commerciali, quelli per la ricerca scientifica, quelli freeware e quelli specialistici.
 In ogni caso per impiegare questi software è necessario farsi un’idea presso terzi o internet, scegliere fra decine di soluzioni e combinazioni, eseguire l’installazione dei programmi e dedicare il tempo necessario a capire e apprenderne il funzionamento. Il costo d’ingresso complessivo in queste tecnologie può essere molto elevato e non compatibile con le effettive esigenze dell’utilizzatore.
E’ da qualche anno comparsa sulla scena una startup tedesca, la SimScale che permette di fare girare le simulazioni di progetti meccanici in un standard browser come Chrome, Mozilla e Explorer. La società, costituita da un team di progettisti meccanici, informatici e matematici, ha sviluppato una piattaforma on-line basata su browser che offre funzionalità di modellazione e simulazione in modalità pay-as-you-go (citazione tratta  da un articolo su engineering.com).
I punti di forza di questa piattaforma sono quelli che si leggono sulla home del sito:
– la scalabilità
– l’efficienza
– la potenza di calcolo
– la collaborazione
– il sistema aperto
– la sicurezza dei dati
I modelli da simulare in generale possono essere caricati via formati standard come IGES o STEP. Ma la piattaforma può importare direttamente anche i modelli da Onshape e qui si apre un’altra cattedrale tecnologica. Onshape costituisce il punto di partenza del workflow e analogamente a SimScale è cloud-based quindi impiegabile da un comune browser.
Assieme Onshape e SimScale costituiscono un sistema per fare simulazioni strutturali e fluidodinamiche con investimento iniziale solo di tempo per provare le piattaforme.
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