Raccolta casi Working Model, visualNastran & SimWise - Giostra per parco divertimenti

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GIOSTRA PER PARCO DIVERTIMENTI

di Luis Bonapace

Luis Bonapace, studente del Prof. Mauro Da Lio all'Università di Trento ha sviluppato come esercitazione didattica, nell'ambito del corso di meccanica applicata alle macchine presso la Facoltà di Ingegneria, lo studio del sistema di impianto a fune ad agganciamento automatico con il Working Model 2D.
Ulteriori dettagli nel sito dell'Università di Trento.
La riproduzione di queste pagine senza il permesso scritto dell'autore è vietata.

Prima fase

Requisiti

La prima fase è stata quella dello sviluppo di un insieme di requisiti per il sistema da realizzare.

L'ipotesi di partenza era quella di studiare una giostra, per un parco divertimenti, adatta a passeggeri di tipologia "rompicollo", intendendo con questo termine che la giostra doveva essere disegnata per persone che desiderano sperimentare forti accelerazioni.

In base a questa ipotesi di lavoro sono state subito identificate le giostre tipo otto-volante e "space vertigo" come sistemi concorrenti più vicini.

I requisiti principali che sono stati individuati sono:

divertimento dell'utente
economicità del costo di impianto e del costo di esercizio
disponibilità ad un elevato traffico di utenti
brevità delle code di attesa
sicurezza
spazio di operazione ben delimitato e che non rischi di interferire con altre strutture

Questi requisiti sono stati spezzati in un certo numero di requisiti elementari.

Alcuni sono stati classificati come requisiti irrinunciabili, altri come opzionali e a questi ultimi è stato dato un peso relativo che ne esprime l'importanza.
Questo ha consentito un primo confronto con le soluzioni concorrenti individuate.
Il confronto ha mostrato chiaramente che il tentativo era quello di sviluppare una giostra che, pur realizzando accelerazioni paragonabili a quelle delle altre giostre scelte a confronto (otto-volante e "space vertigo") avesse però la capacità di elaborare un flusso più elevato di persone.

Seconda fase
Specifiche

In questa fase i requisiti generici sopra elencati sono stati tradotti in specifiche di progetto, cioè in grandezze misurabili, per ciascuna delle quali è stato fornito anche un valore obiettivo ed un intervallo di accettazione. Le principali specifiche sono di seguito elencate:
durata del ciclo
numero di passeggeri per ciclo
numero di passeggeri per unità di tempo
tempo di attesa
accelerazione apparente (compresa la gravità come funzione del tempo)
accelerazione minima
tempo di permanenza a valori di accelerazione prossimi al minimo (cioè sotto una certa soglia)
accelerazione massima
tempo di permanenza a valori di accelerazione prossimi al massimo
reazioni vincolari massime al terreno
reazioni vincolari massime nelle articolazioni
potenza dei motori (singolarmente e totale)
coppia dei motori
tipo di gestione e controllo dei motori
costo di impianto (stimato)
costo di esercizio (stimato).

Terza fase
Progetto concettuale

In questa fase sono stati ideate alcune soluzioni di principio per soddisfare le specifiche sopra elencate.
La prima figura indicata con (1) in alto rappresenta una prima soluzione che è stata immaginata a questo scopo.
Un'altra soluzione è mostrata nella terza figura dall'alto, contraddistinta dal numero (2).
Si tratta fondamentalmente di due cabine (i parallelepipedi rossi) che sono molto estese in direzione dell'asse della giostra in modo da alloggiare svariate persone.
Le cabine sono sospese alle estremità di braccia rotanti, come nella ruota panoramica.
In più è previsto un meccanismo di sollevamento della ruota nel suo complesso.
La soluzione (2) è stata ritenuta (nel confronto con i requisiti di progetto - fase 1) la più promettente ed è stata scelta per la realizzazione di un modello multi-body avente lo scopo di valutare numericamente se e in che misura le specifiche definite nella fase 2 possono essere soddisfatte.
Per questo scopo è stato realizzato un modello con Working Model 2D (in diverse varianti).
La figura qui sopra mostra una animazione del funzionamento della giostra stessa.
La simulazione ha consentito di valutare tutte le grandezze per le quali erano state assegnate delle specifiche ottenendo un valutazione precisa del grado di soddisfacimento delle stesse.

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