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 ed utilizzata dalla mitica figura dell’analista del dipartimento “calcoli”, un arcigno e criptico ingegnere al quale venivano indirizzate le peggiori rogne aziendali, 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 e distribuiti in ambiti aziendali una volta impensabili, come ad esempio l'assistenza post-vendita o la logistica. 

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?