Raccolta casi Working Model, visualNastran & SimWise - Ford
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Paolo Lista,
Lista Studio srl®
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Quando Timothy W. Taylor, ingegnere progettista alla Ford Motor Co. di Dearborn nel Mighigan, USA, fu incaricato di sviluppare un sistema per l'apertura delle portiere in linea di montaggio di un nuovo veicolo sportivo, fu scontato per lui fare ricorso al software di prototipazione virtuale Working Model della Knowledge Revolution di San Mateo, in California.
Un apriportiere automatico per questi veicoli è un dispositivo che accelera leggermente nella fase iniziale, apre poi la portiera a velocità costante ed infine frena molto dolcemente al raggiungimento della posizione di massima apertura - tutto in una manciata di secondi. Taylor conosceva questo tempo, in quanto era una specifica iniziale di progetto, pari a sei secondi. Cosa che nessuno conosceva, invece, era la forza che sarebbe stata necessaria per aprire la portiera in quel tempo prefissato.
Molto spesso alla Ford gli ingegneri iniziano un progetto schizzando dei disegni su un sistema CAD su delle workstations. Sarebbe stato possibile a questo punto importare via DXF questi disegni in un personal computer con il Working Model 2D, oppure importare gli assemblaggi 3D come file SAT all'interno della versione tridimensionale del Working Model. Dal momento che le geometrie erano molto semplici, Taylor aveva trovato più conveniente in questo caso schizzare gli elementi del meccanismo apriportiere direttamente con gli strumenti di disegno del Working Model.
Taylor utilizzò poi l'icona di un motore a velocità costante per animare la simulazione. Durante il moto del meccanismo egli era così in grado di visualizzare ad esempio la velocità istantanea della portiera e la forza esercitata. Dal momento che questi dati erano in funzione di parametri come le masse e le lunghezze geometriche dei membri del meccanismo, era possibile per Taylor visualizzare con un semplice click del mouse quali variazioni erano causate da una scelta diversa dei valori per queste variabili. Era così facile pervenire ad una scelta ottimale per la configurazione del meccanismo.
"Le sollecitazioni sulla struttura dipendono ovviamente dalla velocità con cui si desidera aprire la porta," conferma Taylor. "Quando si conosce questo tempo resta solo da lanciare la simulazione".
Grazie al Working Model, Taylor ha potuto concludere il suo progetto in un paio di giorni. Alternativamente, sulla base di calcoli manuali avrebbe impiegato molto di più, ha confidato. La costruzione di un prototipo fisico può richiedere mesi. Il primo prototipo, poi, deve essere profondamente rivisto allorquando con le prove di funzionamento ci si rende conto della distanza tra le prestazioni desiderate e quelle realmente ottenute. "È un processo estremamente dispendioso in termini di tempo e di risorse umane e materiali", ha precisato Taylor. "Per giunta i prototipi possono non funzionare per un difetto di progettazione sostanziale, non aggiustabile facilmente, dal momento che ci si è basati su una prima stima grossolana delle sollecitazioni in gioco. Con il Working Model, il controllo istantaneo delle sollecitazioni dinamiche sulle nostre macchine ci consente clamorosi risparmi di tempo e denaro", ha ribadito Taylor. "Costruiamo ancora il prototipo fisico, è vero, ma con il sospetto che grazie al Working Model quel primo prototipo sarà anche la stessa macchina che andrà in linea di produzione senza alcuna modifica".
La conclusione, secondo Taylor: "L'azienda può ora presentare dei prodotti sul mercato in tempi più rapidi e questo si traduce per l'utente finale in prodotti più economici. Dal momento che la fase di prova ed ottimizzazione è anticipata al momento stesso della generazione dell'idea, il prototipo è realizzato solo per la verifica finale. Inoltre, con questa analisi cinematica e dinamica iniziale e non a posteriori riteniamo di pervenire ad una macchina dalle prestazioni molto vicine a quelle desiderate e pertanto in grado di soddisfare completamente il cliente".
L'ing. Timothy W. Taylor si è gentilmente messo a disposizione delle aziende italiane per riferire circa l'utilizzo delle 80 postazioni Working Model nella Ford. Chiamare la Lista Studio srl® per fissare un appuntamento telefonico.
La versione demo del Working Model, scaricabile gratuitamente in
www.lista.it, contiene
il file assembly.wm del caso aziendale presentato in questa pagina.
Tra le altre applicazioni, pur con le dovute semplificazioni per una
diffusione pubblica, segnaliamo l'analisi dei meccanismi delle serrature Ford.
della simulazione del bloccasterzo di un veicolo Ford,
con la visualizzazione dello sforzo istantaneo di inserzione della chiave
ed i vettori di sollecitazione sui singoli perni della serratura
