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Soddisfiamo le vostre necessità di analisi e calcolo di ingegneria.

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In ingegneria, lo studio preliminare, la discretizzazione del modello, l’analisi e la verifica sono tutti processi importanti utilizzati durante la progettazione di un sistema o di un componente. Ognuno di questi processi ha un ruolo specifico e serve a garantire che il prodotto finale sia sicuro, affidabile e in grado di soddisfare i requisiti di progetto. Di seguito, spiego la differenza tra questi processi e l’importanza di ciascuno di essi, nello specifico la nostra società è in grado di offrire i seguenti servizi:

LA DISCRETIZZAZIONE DEL MODELLO è un processo fondamentale in ingegneria e in numerose altre discipline scientifiche. Esso consiste nel trasformare un sistema o un processo continuo in un sistema o un processo discreto, cioè rappresentato da un insieme finito di elementi o punti; In ingegneria, la discretizzazione del modello viene spesso utilizzata per analizzare sistemi complessi che non possono essere risolti con metodi analitici. Ad esempio, per analizzare il flusso di un fluido attraverso un canale, si può discretizzare il canale in una serie di segmenti e modellare il flusso attraverso ogni segmento come un problema matematico discreto. In generale, la discretizzazione del modello consente di risolvere problemi complessi attraverso l’utilizzo di metodi numerici, semplificando il processo di analisi e migliorando la comprensione del comportamento del sistema o del processo. Tuttavia, va tenuto presente che una discretizzazione troppo grossolana può portare ad errori di modellizzazione significativi, mentre una discretizzazione troppo fine può comportare un alto costo computazionale e la necessità di utilizzare risorse informatiche maggiori, di seguito si illustrano le diverse modalità, tra cui:

  • Discretizzazione spaziale: il dominio di interesse viene suddiviso in una serie di sotto-domini discreti, ad esempio rettangoli, triangoli, tetraedri o cubi. Ogni sotto-dominio rappresenta un elemento del modello discreto, al quale si possono associare variabili di interesse come la pressione, la temperatura, la velocità, ecc.
  • Discretizzazione temporale: il tempo viene suddiviso in una serie di istanti discreti, ad esempio intervalli regolari. In questo modo, il comportamento del sistema nel tempo può essere modellato come una serie di stati discreti.
  • Discretizzazione numerica: il modello matematico continuo viene approssimato da un modello discreto utilizzando metodi numerici, ad esempio i metodi degli elementi finiti o dei volumi finiti.

 

L’ANALISI si riferisce al processo di valutazione delle prestazioni del componente o del sistema. L’analisi può coinvolgere l’uso di modelli matematici, simulazioni al computer o test fisici per valutare le prestazioni del componente o del sistema in diverse situazioni. L’analisi è importante perché aiuta gli ingegneri a identificare i potenziali problemi e a trovare soluzioni prima della realizzazione del prodotto finale.

 

LE VERIFICHE vengono fatte confrontando il risultato delle analisi con quanto prescritto da direttive e normative tecniche, sono processi di controllo che mirano a valutare la capacità di una struttura o di un componente di resistere alle sollecitazioni esterne che possono agire su di essa o il rispetto di terminati criteri geometrici o di processo. esistono diversi criteri per effettuare le verifiche strutturali, tra cui il Design By Analysis (DBA), il Design By Formula (DBF) e il Design By Testing (DBT); Le sigle DBA, DBF e DBT si riferiscono a tre diverse metodologie di verifica utilizzate nell’ingegneria per garantire che un componente o un sistema siano in grado di soddisfare i requisiti di progettazione. Ecco una breve descrizione di ciascuna di esse:

  • DBA (Design by Analysis) o Analisi: questa metodologia prevede l’uso di tecniche analitiche, come l’analisi degli elementi finiti o l’analisi strutturale, per valutare le prestazioni di un componente o di un sistema. L’obiettivo è identificare eventuali punti deboli, valutare la resistenza e la stabilità strutturale del prodotto, e determinare se sia in grado di soddisfare i requisiti di progettazione. La DBA è spesso utilizzata per la progettazione di componenti strutturali, come ponti, aerei, navi, etc; questo approccio è particolarmente utile per le strutture complesse ma che presentano materiali certificati e con un comportamento ben noto.
  • DBF (Design by Formula) o Formula: questa metodologia prevede l’uso di formule matematiche per determinare le prestazioni di un componente o di un sistema. Le formule possono essere basate su leggi fisiche o su esperienze passate, e sono utilizzate per valutare la resistenza, la rigidità, la stabilità o altre proprietà del prodotto. Rientrano in questo tipo di verifiche: Componenti commerciali (motori, molle, viti, bulloni, etc.), Parti di strutture con materiali anisotropi (legno, calcestruzzo, … ), Parti aventi materiali certificati ma con dei processi di lavorazioni particolari (parti imbutite di recipienti in pressione, collegamenti forati flangiati, …) che sono difficilmente discretizzatili e analizzabili con DBA.
  • DBT (Design by Testing) o Testing: questa metodologia prevede l’uso di test fisici per valutare le prestazioni di un componente o di un sistema. I test possono essere eseguiti in laboratorio o in situazioni reali, e sono utilizzati per valutare la resistenza, la durata, la stabilità o altre proprietà del prodotto. Questo approccio è particolarmente utile quando si devono utilizzare dei materiali non certificati (con caratteristiche meccaniche incerte), oppure con geometrie complesse, multicomponente o con carichi non del tutto noti oppure per la progettazione di prodotti che richiedono un alto livello di sicurezza o affidabilità, come gli impianti aeronautici, i sistemi di frenatura per automobili, i componenti per la sicurezza delle centrali nucleari, etc.

 

In sintesi, la DBA si concentra sull’analisi strutturale, la DBF sulle formule matematiche e la DBT sui test fisici. Ogni metodologia ha i propri vantaggi e svantaggi, e la scelta dipende dalle esigenze specifiche del progetto e dalle caratteristiche del prodotto da progettare. In generale, la combinazione di più metodologie di verifica può fornire una maggiore sicurezza e affidabilità al prodotto finito. In conclusione, le verifiche strutturali sono un processo fondamentale nella progettazione e nella costruzione di qualsiasi tipo di struttura. L’utilizzo dei criteri DBA, DBF e DBT consente di effettuare verifiche strutturali accurate e affidabili, garantendo la sicurezza e la stabilità delle strutture stesse.

Il dimensionamento, l’analisi e la verifica sono tutti processi fondamentali nell’ingegneria, perché garantiscono che i prodotti finiti siano sicuri, affidabili e in grado di soddisfare i requisiti di progettazione. Senza questi processi, i prodotti potrebbero essere instabili, non conformi alle specifiche di progettazione e pericolosi per l’uso, l’analisi e la verifica sono due processi distinti ma correlati utilizzati per valutare la qualità e l’efficacia di un sistema, di un prodotto o di un processo.

Ecco le principali differenze tra i due:

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In sintesi, l’analisi è un processo di esame e comprensione, mentre la verifica è un processo di valutazione e di accertamento della conformità ai requisiti e alle specifiche previste. Entrambi i processi sono importanti per garantire la qualità e l’efficacia dei sistemi, dei prodotti e dei processi.

SETTORI E CAMPI DI APPLICAZIONE


ANALISI STRUTTURALI

Le analisi strutturali meccaniche sono una serie di tecniche e metodi utilizzati per valutare la stabilità e la resistenza di una struttura, come ad esempio un edificio, un ponte o una macchina, basandosi sull’analisi tensionale e delle deformazioni, a seguito all’applicazione di forze statiche o quasi statiche (forze e momenti di tipo dinamico dovute alle accelerazioni che vengono introdotte nelle analisi statiche). L’obiettivo principale di queste analisi è garantire la sicurezza e l’affidabilità delle strutture, in particolare quando sono sottoposte a sollecitazioni esterne come carichi, pressioni, urti o vibrazioni. L’analisi strutturale può essere eseguita durante la progettazione, la fase di collaudo o post-costruzione, e terrà conto dei materiali utilizzati, della geometria della struttura e dei carichi applicati, queste analisi sono fondamentali per la progettazione e la costruzione di strutture che devono resistere alle sollecitazioni e durare nel tempo.

In particolare, l’analisi strutturale meccanica ha lo scopo di determinare le sollecitazioni interne di una struttura, come ad esempio lo sforzo di trazione o di compressione, la flessione, la torsione e lo sforzo di taglio. In questo modo, è possibile comprendere se la struttura sia in grado di sopportare i carichi previsti, senza subire danni o deformazioni eccessive, può anche essere utilizzata per ottimizzare la progettazione di una struttura, cercando di ridurre i materiali utilizzati, migliorare la forma e la disposizione degli elementi strutturali, e quindi ridurre i costi di costruzione.

In sintesi, l’analisi strutturale è fondamentale per garantire la sicurezza e l’affidabilità delle strutture, e ha lo scopo di determinare le sollecitazioni interne e la capacità di resistenza di una struttura, valutandone la stabilità e l’affidabilità nel tempo.

ANALISI STATICHE

E’ svolta idealizzando la geometria, mediante la creazione di un modello di calcolo e di comportamento, legati principalmente alla natura dei materiali prescelti, in seguito all’applicazione di forze dinamiche, seguendo due approcci:

  • Classico Manuale (formule, grafici, tabulati, ottenuti e validati con il metodo sperimentale)
  • Numerico (FEM 1d,2d,3d, analisi dei sistemi dinamici).

Le ANALISI STRUTTURALI STATICHE (LSA – Linear Static Analysis): sono utilizzate per comprendere il comportamento delle strutture quando sono sottoposte a carichi statici, ovvero quando le forze applicate alla struttura non variano nel tempo. Questo tipo di analisi è fondamentale per garantire che le strutture siano in grado di sostenere i carichi a cui sono destinate e che non si verifichino eventuali cedimenti o collassi.

Le procedure lineari, però, offrono risultati poco realistici nel caso in cui il comportamento della struttura si discosti da quello elastico o con materiali aventi comportamento non lineare, e sono state utilizzate in passato quando non si disponeva delle capacità di calcolo dei moderni computer.

Al contrario, le analisi strutturali non lineari (NLSA – Non Linear Static Analysis) considerano il comportamento non lineare dei materiali e le grandi deformazioni grandi, e sono più complesse delle analisi lineari, questo tipo di analisi sono molto importanti nel caso di strutture irregolari, nel caso in cui vi siano richieste localizzate di duttilità, oppure nel caso di edifici alti che, generalmente, sono caratterizzati da un marcato comportamento elasto-plastico.

Le categorie di analisi strutturale sono utilizzate per determinare la capacità di una struttura di resistere alle sollecitazioni esterne come il carico, il vento, la neve, il terremoto e altri fattori ambientali. Ecco un elenco esaustivo e spiegato di alcune delle categorie più comuni di analisi strutturale:

  • Fondazioni: Questa categoria di analisi esamina la capacità di una struttura di resistere alle sollecitazioni esterne che agiscono sulle fondazioni. Questa analisi viene utilizzata per verificare la stabilità delle fondazioni e per determinare la capacità della struttura di resistere a sollecitazioni come il terremoto e il vento.
  • Stabilità o dell’equilibrio: Questa categoria di analisi determina la capacità di una struttura di resistere a sollecitazioni esterne che potrebbero causare la deformazione o il collasso della struttura. Questa analisi viene utilizzata per verificare la stabilità della struttura durante il suo funzionamento normale e durante situazioni di emergenza.
  • Reazioni vincolari: questa analisi determina le Reazioni vincolari in termini di componenti Fx,Fy,Fz e dei relativi Mx, My, MZ in corrispondenza degli appoggi o dei punti di ancoraggio interni al sistema.
  • Tensioni Von Mises: questa analisi determina le tensioni e gli sforzi interni che si verificano all’interno della struttura quando è sottoposta a carichi statici. Queste informazioni sono importanti per comprendere se la struttura è in grado di sostenere i carichi previsti.
  • Tensioni Principali [Mpa]: utilizzata quando si vogliono individuare le tensioni massime agenti nel corpo e la loro direzione, questo risulta fondamentale nel caso si voglia in un secondo momento analizzare delle giunzioni saldate.
  • Deformazione [mm]: questa analisi determina la deformazione che si verifica nella struttura quando è sottoposta a carichi statici. Questa informazione è importante per comprendere se la struttura rimane all’interno dei limiti di deformazione consentiti.
  • Stabilità (Buckling): questa analisi determina se la struttura è stabile quando è sottoposta a carichi statici. Questa informazione è importante per garantire che la struttura non crolli a causa di eventuali instabilità.
  • Fatica: questa analisi determina la vita utile della struttura quando è sottoposta a carichi statici ripetuti nel tempo. Questa informazione è importante per garantire che la struttura non si rompa a causa di sollecitazioni ripetute.
  • Componenti commerciali: Sulla base della resistenza caratteristica dei materiali desunta dalle schede tecniche fornite del costruttore si andrà ad analizzare se il componente è sollecitato ed è utilizzato nelle maniere prescritte.

L’analisi deve essere svolta idealizzando la geometria, mediante la creazione di un modello di calcolo, e il comportamento, legato principalmente alla natura dei materiali prescelti. Tali idealizzazioni devono essere appropriate per il problema in questione con l’obiettivo di determinare per i margini di sicurezza con cui il dispositivo lavora.

L’analisi deve essere svolta idealizzando la geometria, mediante la creazione di un modello di calcolo, e il comportamento, legato principalmente alla natura dei materiali prescelti, in seguito all’applicazione di forze dinamiche, seguendo due approcci:

  • Classico Manuale (formule, grafici, tabulati, ottenuti e validati con il metodo sperimentale)
  • Calcolo Numerico (FEM 1d,2d,3d, analisi dei sistemi dinamici).

ANALISI VIBRAZIONALI

Determinazione delle frequenze di risonanza e dei modi di vibrare ad esse associate per poter determinare le reazioni vincolari, tensioni e deformazioni causate da spostamenti o forzante esterne variabili nel tempo, in seguito all’applicazione di forze dinamiche, seguendo due approcci:

  • Classico Manuale (formule, grafici, tabulati, ottenuti e validati con il metodo sperimentale)
  • Calcolo Numerico (FEM 1d,2d,3d, analisi dei sistemi dinamici).

Analisi Vibrazioni: Le analisi dinamiche sono un campo vasto che include molte sottocategorie. Ecco un elenco esaustivo e spiegato di alcune di queste sottocategorie:

  • Analisi frequenze Naturali (Modali): Questa sottocategoria di analisi vibrazioni riguarda lo studio dei modi naturali di vibrazione di un sistema a frequenze costanti o con cambiamenti graduali.
  • Risposte armoniche: si concentra sulla risposta di un sistema a sollecitazioni periodiche, come ad esempio le oscillazioni armoniche. L’obiettivo principale di queste analisi è quello di identificare i comportamenti dinamici in termini di spostamenti e deformazioni del sistema, quando è sottoposto a sollecitazioni periodiche, come la frequenza di risonanza o determinate frequenze. Queste informazioni possono essere utilizzate per progettare e ottimizzare i sistemi meccanici, migliorare le prestazioni e prevenire i guasti.
  • Risposte spettrali: si concentrano sulla rappresentazione della risposta dinamica di un sistema in termini di spettro di frequenza; lo scopo di queste analisi è quello di identificare le componenti di frequenza presenti nella risposta dinamica del sistema e di quantificare la loro intensità. Questo può essere utile per comprendere il comportamento dinamico del sistema sotto sollecitazioni di diversa natura e per identificare le frequenze critiche che potrebbero causare problemi come la vibrazione eccessiva o la rottura. Le analisi delle risposte spettrali possono essere eseguite utilizzando diverse tecniche, come la trasformata di Fourier, l’analisi spettrale dei dati o la decomposizione empirica in modi propri. Queste tecniche possono essere utilizzate per analizzare i segnali di risposta dinamica registrati da sensori di vibrazione o altri tipi di dati.

 

Analisi delle frequenze di risonanza e dei modi di vibrare ad esse associate per poter determinare le reazioni vincolari, tensioni e deformazioni causate da spostamenti o forzante esterne variabili nel tempo, in seguito all’applicazione di forze dinamiche, seguendo due approcci:

  • Classico Manuale (formule, grafici, tabulati, ottenuti e validati con il metodo sperimentale)
  • Calcolo Numerico (FEM 1d,2d,3d, analisi dei sistemi dinamici).

ANALISI DINAMICHE

La determinazione della resistenza delle strutture basandosi sull’analisi delle deformazioni nei transitori e delle tensioni e deformazioni ad esse associate, in seguito all’applicazione di forze dinamiche, seguendo due approcci:

  • Classico Manuale (formule, grafici, tabulati, ottenuti e validati con il metodo sperimentale)
  • Calcolo Numerico (FEM 1d,2d,3d, analisi dei sistemi dinamici).

CALCOLI TERMICI

La determinazione della temperatura e dei flussi termici, seguendo due approcci:

  • Classico Manuale (formule, grafici, tabulati, ottenuti e validati con il metodo sperimentale)
  • Calcolo Numerico (FEM 1d,2d,3d, analisi dei sistemi dinamici).

CALCOLI ACUSTICI

CALCOLI COMBINATI

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