Simulazione Multicorpo di Meccanismi Complessi: Esempi, Problemi Numerici e Possibili Soluzioni

Molti problemi industriali di natura diversa richiedono di poter simulare fedelmente la dinamica di sistemi complessi, che presentano diverse parte rigide o flessibili in movimento relativo l una rispetto all altra. Esempi tratti dal mondo aeronautico sono rappresentati dal carrello di atterraggio di un aeroplano o dal rotore di un elicottero con tutta la sua catena di comando. Le tecniche attuali per affrontare questa classe di problemi utilizzano metodi multicorpo ad elementi finiti in campo di grandi spostamenti e rotazioni finite. La libreria di elementi tipicamente prevede anche giunti meccanici di varia natura che permettono di connettere gli elementi deformabili, in modo da simulare meccanismi arbitrariamenti complessi.
In questo seminario presenteremo alcune recenti applicazioni di queste tecniche di simulazione a problemi di vario tipo. Questi esempi serviranno da pretesto per discutere dei principali problemi numerici che vanno risolti per ottenere procedure generali e robuste, e per presentare le soluzioni che abbiamo sviluppato ed adottato. In particolare, discuteremo dell integrazione nel tempo delle equazioni non lineari differenziali-algebriche che governano questi sistemi. Presenteremo una classe di nuovi metodi dotati di proprietà di stabilità incondizionata non lineare. Le procedure proposte permettono di superare alcune limitazioni intrinseche di metodi classici, limitazioni che si rivelano cruciali in applicazioni complesse come quelle che interessano le macchine ad ala rotante.