Il mercato automotive - spinto dalla transizione a sistemi di propulsione elettrica - è in rapida evoluzione. Il mercato PHEV e BEV (plug-in hybrid e battery electric vehicle) ha visto un incremento del 150-200% nelle vendite [1], con Europa e Cina che hanno superato il milione di veicoli venduti nel 2021. Incredibilmente notevole è l’esempio della Norvegia, dove si stima che nel 2022 gran parte delle vendite di auto nuove sarà totalmente o parzialmente con propulsione elettrica, in anticipo di 3 anni rispetto ai piani statali.

L’utilizzo di motori elettrici in sostituzione dei convenzionali motori a combustione è una tendenza in atto principalmente nel settore automotive, ma coinvolge in realtà tutti i mezzi di trasporto ed industriali, dalla bicicletta all’elicottero, fino ai trattori e le macchine per movimento terra. I motori elettrici montati su questi mezzi devono necessariamente essere compatti e leggeri, ma al tempo stesso devono essere in grado di erogare un’elevata potenza.

La lubrificazione e lo smaltimento di calore in trasmissioni e cuscinetti sono aspetti cruciali per le prestazioni e per la vita di questi sistemi. Fino a pochi anni fa la verifica di una buona lubrificazione e raffreddamento poteva essere eseguita principalmente mediante la sperimentazione e l'esperienza accumulata in laboratorio su prototipi fisici.

L'utilizzo di scatole trasparenti o di finestrature in regioni specifiche permetteva di visualizzare, almeno parzialmente, l'andamento dell'olio all'interno della trasmissione e di capire se raggiungeva i vari componenti. Sempre tramite questi metodi sperimentali veniva verificato il corretto posizionamento del punto di ventilazione (che deve essere adeguatamente protetto per evitare la fuoriuscita del lubrificante) e il funzionamento della trasmissione per diverse inclinazioni e numero di giri.

Queste sono alcune delle tematiche affrontate quotidianamente da chi progetta e costruisce trasmissioni di ogni tipo, dal settore automobilistico a quello aeronautico, dalle piccole trasmissioni a quelle per i settori navale ed eolico. Ma oltre a questi temi, in cui le aziende del settore hanno consolidato esperienza e know-how, se ne aggiungono altri difficilmente affrontabili con la sola sperimentazione.

Tradizionalmente posizionata nella fase di validazione del prodotto e utilizzata dall’analista del dipartimento calcoli, la simulazione di ingegneria virtuale detta anche CAE (Computer Aided Engineering), sta vivendo oggi una seconda giovinezza che ne sta allargando lo spazio di utilizzo e i benefici.

In questo articolo vediamo come gli strumenti moderni di simulazione si sono evoluti, aggiungendo sempre nuove discipline ingegneristiche e risolvendo problemi sempre più articolati di ingegneria pervasiva.

In fonderia, ottimizzare il processo di fabbricazione di determinate parti o componenti di un prodotto è essenziale per raggiungere i livelli qualitativi attesi e minimizzare i costi di produzione: questa ottimizzazione del processo di fabbricazione è oggi realizzabile attraverso l’adozione di evoluti software, in grado di simulare il processo stesso, in cui i parametri chiave (pressione, temperatura, ecc.) vengono configurati in modo opportuno per migliorarne l’esecuzione nell’applicazione reale.

Perché le simulazioni di fluidodinamica sono importanti e quali vantaggi chiave possono fornire, in particolare nel mondo dell’automotive?