Aeronautico
Nell’ambito del progetto SMEA sono state studiate e implementate metodologie diagnostiche e prognostiche, supportate da opportuna sensoristica, per il monitoraggio dell’integrità funzionale di un componente meccanico tipico del settore aeronautico e dei trasporti. L’adozione di sistemi di Prognostics Health Monitoring (PHM) nel settore dell’aeronautica e più in generale dei trasporti ha lo scopo di conseguire il triplice obiettivo dell’aumento della sicurezza in volo, dell’incremento della disponibilità dei sistemi e di una riduzione del costo rapportato al ciclo di vita del componente. Questa sfida richiede l’implementazione di sistemi di monitoraggio connessi al modello digitale con la possibilità di individuare guasti incipienti dei sistemi meccanici. Un approccio di questo genere è altamente innovativo e competitivo sul mercato e più attraente per il cliente in quanto permette di miglioramenti in termini di sicurezza, di ridurre i tempi di fermo macchina ed i costi operativi.
La soluzione adottata ha richiesto l’integrazione di strumenti e metodi multi-disciplinari atti ad affrontare lo sviluppo progettuale e produttivo di un componente strutturale (il dimostratore) realizzato con materiali avanzati e processi produttivi innovativi (e.g. Additive Manufacturing). Il sistema di PHM include modelli multi scala, sistemi di acquisizione dati e di indagine non distruttiva, in modo tale da poter prevedere e verificare la reale capacità prestazionale del componente in esercizio. La validazione del Digital Twin, applicato al componente realizzato tramite L-PBF, ha richiesto lo sviluppo di una interfaccia grafica per la Calibrazione e Analisi dei segnali, per analisi delle Correlazioni storiche e la Diagnostica del componente in servizio o in testing.
Attraverso un innovativo approccio Digital Twin in ambito Prognostics Health Monitoring (PHM) è possibile l’individuazione di comportamenti anomali dei sistemi monitorati, che potrebbero portare a rotture impreviste durante il servizio, aumentando la capacità di diagnostica di guasto. Il monitoraggio consente una migliore pianificazione degli interventi manutentivi potendo valutare costi dell’intervento ed efficienza residua del sistema.
Il ruolo di EnginSoft è stato lo sviluppo Digital Twin che integra gli indicatori di failure con i parametri della logica di controllo e monitoraggio al fine di calibrare modelli numerici di simulazione e le ROM che ne risulteranno.
Una prima fase ha richiesto lo sviluppo del nuovo design della cerniera aeronautica in lega di alluminio (DfAM) con la suite Ansys. La calibrazione del modello prevedeva la validazione strutturale nel suo complesso e nei valori puntuali rilevati dai sensori selezionati (estensimetri). Sono stati sviluppati modelli ROM che permettono di mappare lo stato di sollecitazione a partire dai dati puntuali dei sensori virtuali o reali che siano. Infine, EnginSoft ha sviluppato l’intero Digital Twin con la connettività degli estensimetri e la loro localizzazione sul modello geometrico, la visualizzazione della mappa 3D delle tensioni e l’elaborazione dello stato di salute del componente in termini di fatica.
DTA SCARL - Distretto Tecnologico Aerospaziale Pugliese, Università del Salento, ENGINSOFT SpA, Avio Aero, CNR, Leonardo Spa - Divisione Velivoli (osservatore)
Avviso n. 713/Ric. del 29/10/2010
Titolo III – “Creazione di nuovi Distretti e/o Aggregazioni Pubblico Private”
12 mesi
Ottobre 2019 – Marzo 2023
DTA SCARL - Distretto Tecnologico Aerospaziale Pugliese
Vito Primavera
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