I modelli matematici cercano di descrivere la fenomenologia del mondo fisico reale tenendo conto della loro evoluzione dinamica. Dopo l’analisi teorica e sperimentale, tradizionalmente utilizzate nel campo delle scienze e dell’ingegneria, dal 1960 in poi si è sempre più diffusa l’analisi numerica, all’inizio come complemento agli approcci tradizionali, ma negli ultimi anni ha acquisito sempre più rilevanza, tanto che in alcuni contesti li sostituisce completamente. Oggi la modellistica matematica è ampiamente consolidata in tutti i settori industriali e sta diventando sempre più evidente il decisivo contributo che può apportare.

Progettare un oggetto significa anche ragionare bene su come fare a realizzarlo, da quando la progettazione è supportata dalla tecnologia CAD questo legame è diventato ancora più forte. Viene naturale, infatti, associare ad una tecnologia di produzione sottrattiva la sua rispettiva operazione booleana, lo stesso discorso vale per le tecniche di forgiatura, di colata, stampaggio a iniezione.

Nel corso degli ultimi anni la gamma delle tecnologie produttive si è ampliata notevolmente e continua a migliorarsi di giorno in giorno. Per restare davvero al passo con la nuova industria occorre innovarsi altrettanto velocemente, quindi è necessario progettare secondo nuove regole.

Le regole e gli strumenti di cui c’è bisogno oggi devono di rispecchiare le possibilità aperte dalle nuove tecnologie. Esempio quasi ovvio è quello della stampa 3d, che ha rivoluzionato il mondo della prototipazione quanto quello della produzione su larga scala.

Tuttavia non è sufficiente un nuovo macchinario, per innovare, occorre adeguare l’intero processo di progettazione e un passo avanti in questa direzione è dato dall’ottimizzazione topologica. Scopriamo come in questo articolo.

La valutazione del comportamento termico di un oggetto non è così frequente quanto un’analisi strutturale o fluidodinamica, tuttavia si dimostra altrettanto utile. Molto spesso, infatti, l’analisi termica, anche associata a queste fisiche, permette di comprendere le temperature operative di un componente, l’influenza di una sorgente di energia e molto altro.

Lo svolgimento di un’analisi termica ha come grandezza in output la temperatura in ogni punto del sistema, a partire da questa vengono valutati elementi come flussi di calore, gradienti e flussi entalpici.  Conoscere queste grandezze può rivelarsi fondamentale per il corretto sviluppo di un nuovo prodotto.

Il calcolo strutturale rappresenta un grande contenitore dove troviamo tutte le diverse tecniche e metodi adatti alla risoluzione di problemi relativi alla meccanica delle strutture. Dall’industria aerospaziale fino all’edilizia civile tutto ciò che riguarda la tensione e deformazione rientra nella grande famiglia dell’analisi strutturale.

Il linguaggio che viene usato per interpretare questi problemi, è il linguaggio matematico. Per identificarli, analizzarli e risolverli, occorre uno strumento di traduzione dalla realtà alla matematica e viceversa.

Ma in cosa consiste davvero effettuare un calcolo strutturale e perché risulta essere così complesso?