Crash test virtuale: opportunità per la progettazione predittiva

I crash test sono un banco di prova fondamentale per valutare il grado di affidabilità e sicurezza di un veicolo; per garantire alti livelli di efficienza, l’Automotive può contare sulla progettazione predittiva, un approccio che prevede la costruzione e l’analisi di modelli virtuali.

Nell’articolo di oggi, diamo uno sguardo alle opportunità dell’analisi dei comportamenti di un sistema con i prototipi digitali.

Protocolli, crash test fisici e sfide per l’industria dell’Automotive

Il campo del crash test è ampio e richiede una forte attenzione da parte delle imprese del settore Automotive.

Da un lato, troviamo i protocolli richiesti dalla normativa, che hanno l’obiettivo di omologare i veicoli che rispettano i parametri richiesti dalla Direttiva UE 96/79. L’esito positivo si basa sul raggiungimento dei target previsti nei diversi scenari.

In parallelo agli obblighi di Legge, è possibile eseguire crash test cosiddetti indipendenti, nell’ambito del programma EuroNCAP, che ha l’obiettivo di valutare in modo analitico le prestazioni dei veicoli omologati. Questo programma prevede quattro prove:

• impatto frontale
• impatto laterale
• urto laterale contro un palo
• impatto contro pedone

Trattandosi di test più approfonditi rispetto a quelli richiesti per l’omologazione, possono emergere ulteriori dettagli sul grado di protezione del veicolo in caso d’urto.

L’accessibilità ai crash test fisici completi sui veicoli è una delle sfide più importanti per l’industria automobilista, ma non è l’unica.

Un altro aspetto al quale prestare particolare attenzione è l’affidabilità dei test condotti su caravan, camper e monopattini. I crash test tradizionali non possono dare una risposta certa rispetto alle conseguenze di un impatto, in quanto questi veicoli si completano degli accessori con cui vengono personalizzati. Quindi, per essere attendibile, l’urto dovrebbe essere provocato in condizioni reali e non partendo da veicoli vuoti.

Non dimentichiamo che in questo momento storico post pandemico, si è diffusa la vendita di monopattini che, in alcune condizioni, possono rivelarsi molto rischiosi per l’incolumità del passeggero.

Con l’aiuto di tecniche di valutazione e analisi innovative, la progettazione di questi mezzi può migliorare, garantendo ottime prestazioni senza rinunciare a sicurezza e affidabilità.

Crash test virtuale: i vantaggi della digitalizzazione dei processi

L’uso di modelli predittivi virtuali offre un imperdibile valore aggiunto alle aziende che operano nel settore Automotive. A partire dall’elaborazione dei dati e la calibrazione degli algoritmi, si creano sistemi digitali sui quali testare più scenari, prevedendo reazioni e comportamenti.

La virtualizzazione dei processi di progettazione – di fatto, i crash test virtuali – si integra alle comuni operazioni, offrendo una marcia in più allo sviluppo prodotto.

Attraverso la prototipazione virtuale, le industrie Automotive possono sviluppare veicoli già pronti per superare le sfide del mercato in termini di sicurezza e prestazioni.

La progettazione predittiva permette di individuare e valutare tutte le variabili - matematiche e geometriche - con anticipo, adeguandole a standard e requisiti internazionali. In questo modo, i rischi di dover stravolgere e ripetere il progetto a causa del fallimento dei test fisici sono ridotti al minimo e questo ha importanti risvolti per la competitività e reputazione nel mercato.

La progettazione predittiva condotta attraverso prototipi virtuali consente di individuare molte più criticità rispetto ai crash testi fisici, anche condotti con protocolli EuroNCAP.

                                                   Immagine realizzata da Ansys (https://www.ansys.com)

Prima di tutto, l’ambiente virtuale consente di rintracciare problematiche prima della fase finale di progettazione, quindi durante lo sviluppo e il design del prodotto.

In secondo luogo, la simulazione virtuale può riprodurre un numero infinito di prove per valutare il comportamento del sistema da più punti di vista; questo approccio riduce l’impatto dei costi sulla progettazione, dal momento che non occorre creare un ingente numero di prototipi da testare fisicamente, con evidenti benefici anche per il time to market.

Ricordiamo che a questi investimenti è necessario sommare quelli da attribuire alle risorse e al tempo di sviluppo per ogni valutazione progettuale.

I benefici della prototipazione virtuale sono evidenti anche per quanto riguarda design e funzionalità che, sottoposti a numerosi test, raggiungono un ottimo livello di accuratezza.

Inoltre, la simulazione virtuale applicata alle prime fasi di progettazione permette di ripetere test in tempi brevi, valutando variazioni sempre di diversa natura:

• forma
• materiale
• elementi progettuali
• comportamento dei singoli componenti
• interazione tra componenti
• livelli e grado di deformazione

Un crash test reale, per quanto puntuale e condotto con precisione, difficilmente potrà analizzare un sistema così ad ampio respiro.

I vantaggi dell’ambiente virtuale emergono non solo in fase di progettazione ex novo, ma anche nel momento di aggiornare i prodotti, come nel caso della realizzazione di nuove versioni a partire da modelli esistenti.

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