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Tecniche e Metodologie per lo sviluppo di un motore elettrico ad alte prestazioni e densità di potenza

Gli ingegneri che progettano macchine elettriche utilizzano strumenti di simulazione che consente loro uno sviluppo rapido ed accurato di prodotto. L'impiego di strumenti e metodi di calcolo agli elementi finiti già nelle prime fasi del processo di progettazione, rende possibile accelerare lo sviluppo del prodotto e contemporaneamente ottenere una maggior efficienza energetica della macchina, risparmio sui materiali, e dei costi complessivi.

Per una progettazione ottimale del motore occorre strutturare un flusso di lavoro che analizzi il progetto da un punto di vista multifisico e su uno scenario potenziale di funzionamento un po' più ampio di quello previsto. Questa strategia consente di considerare l'intera gamma di potenziali applicazione al fine di ridurre al minimo eventuali guasti.

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Argomenti: Automotive, Simulazione

Disegni tecnici sui modelli 3D

Realizzare lo schema di quotatura direttamente sul modello 3D ha la potenzialità di evitare di fare la tradizionale “messa in tavola”. Il che non significa necessariamente risparmiare il tempo di realizzazione del disegno tecnico ma piuttosto di farlo in un “posto” diverso da quello abitualmente utilizzato.

Questo “posto” è il file CAD nativo che contiene la geometria 3D del componente in sostituzione del classico “drawing” 2D. Indipendentemente dal “posto” dove viene realizzato lo schema di quotatura, il tempo per la sua esecuzione deve essere in ogni caso preventivato e previsto nelle fasi di sviluppo prodotto.

In questo articolo vediamo quali sono gli ostacoli e i vantaggi di questa rivoluzione nel disegno tecnico industriale che ancora (troppo) pochi conoscono e che potrebbe guidare la trasformazione digitale delle aziende.

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Argomenti: Gestione delle tolleranze

Gli accumulatori di energia: sviluppo e gestione attraverso la simulazione

Le performance delle batterie al litio (Li-Ion e Li-Po) sono strettamente legate alla temperatura di funzionamento: soprattutto quelle per applicazioni Automotive, spesso alloggiate in vani inaccessibili all'interno dell'autotelaio, alle quali è richiesta la massima efficienza in tutto il ciclo di funzionamento: ricarica e scarica.

Il range di temperature, ottimale, entro il quale fare funzionare questi accumulatori di energia è da 15°C ai 30°C:  sono consentite anche temperature comprese fra i -40°C e i 60 °C. Tuttavia, maggiore è la temperatura di lavoro della cella, maggiore è il suo rate di invecchiamento.

Ma non basta. Anche la differenza di temperatura tra le singole celle ne influenza performance e durata. Infatti, in un pacco di batterie il ΔT tra celle non dovrebbe superare i 4 °C, con uno scostamento massimo di 6-8 °C.

In questo articolo è descritto l’approccio, tipicamente utilizzato dai progettisti di accumulatori, per dimensionare correttamente un pacco batterie attraverso la simulazione CAE.

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Argomenti: Automotive, Simulazione

L'Automobile rinasce green, interconnessa e a guida autonoma

Recentemente Samsung ha annunciato di aver trovato il modo per produrre batterie affidabili, tecnicamente “accumulatori di energia”, allo stato solido. Questa nuova tecnologia consentirebbe di superare i limiti degli equivalenti basati sul Litio (Li-Ion | Li-Po) ovvero di aumentarne la densità di potenza che in termini di resa energetica per l’automotive si tradurrebbe in mediamente 800 km di autonomia… Un enorme passo avanti considerando gli indicativi 400-450 km raggiunti sinora da alcuni veicoli-test efficienti e con un buon numero di accumulatori a bordo.

La mobilità delle merci e delle persone si sta sempre più evolvendo verso l’elettrificazione e questo trend si registra anche nel mercato dell’automobile convenzionale: tradizionalmente conservativa e molto più lento a reagire rispetto ad altri.

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Argomenti: Automotive, Simulazione

Specifica geometrica per componenti non rigidi

Alcuni componenti possono presentare distorsioni elevate a seguito dei processi produttivi che subiscono. Le cause possono essere dovute al loro peso, alla loro flessibilità e/o al rilascio delle tensioni residue. Tali contributi possono sommarsi tra loro e sono fortemente influenzati dai seguenti aspetti:

  • il materiale (metallo, plastica, gomma, ecc.)
  • la forma del componente
  • il processo produttivo utilizzato (asportazione, stampaggio, iniezione, ecc.).

In questo articolo vediamo quali sono le specifiche geometriche da applicare a questa tipologia di componenti.

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Argomenti: Gestione delle tolleranze

Catene di tolleranze: la simulazione rimpiazza il calcolo worst case

Per gestire le tolleranze di progetto con lo scopo di avere prodotti che garantiscano determinati livelli di qualità a costi contenuti (idealmente per massimizzare i margini di guadagno) ci si basa sulla metodologia del Dimensional Management. Tale metodologia si avvale tra gli altri di due strumenti imprescindibili.

Il primo è rappresentato da una specifica geometrica di prodotto univoca. Essa si ottiene adottando un linguaggio tecnico universalmente riconosciuto e normato. Quello che in gergo comune è meglio noto con l’acronimo GD&T (Geometric Dimensioning & Tolerancing).

Il secondo strumento è rappresentato dai calcoli di catene di tolleranze (detta anche analisi delle tolleranze). Le approfondiamo in questo articolo.

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Argomenti: Gestione delle tolleranze

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