Designer e calcoli

La progettazione di un telaio è un lavoro di collaborazione che non può essere disgiunte. E’ obbligo fare uso di software FEM perché il telai moderni sono molto più flessibile (deformabili) rispetto ai telai in acciaio. Il peso della bicicletta, il baricentro, la resistenza torsionale, fenomeni di risonanza … è come progettare una motogp.

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Se lavori nel settore è difficile imbattersi in qualcosa di veramente diverso da quanto già fatto in passato.
Ogni elemento, nervatura, “aletta”, "braccio, spessore sarà in un contesto almeno simile a una cosa già vista.
In base a quello disegni qualcosa di simile. Il primo FEM ti dirà se sei stato troppo stretto o largo con le misure, e correggi.
Ma appunto, se parliamo ad esempio di un telaio in fibra di carbonio, spesso è il produttore stesso che, avendo anch’egli esperienza e facendosi il FEM internamente, correggerà eventuali debolezze o eccessi variando gli spessori interni (o quantità e orientamenti degli strati di fibre…)
E quindi tu puoi abbastanza stare vicino al design che ti eri preposto, chiaramente con buonsenso.

È una prima infarinatura per chi parte proprio da zero, secondo me.
L’utilità c’è. È per rompere il ghiaccio nell’argomento.
Chi poi finirà a lavorare direttamente su quel tipo di progettazione strutturale (sempre affiancato da sw FEM) farà il suo percorso di esperienza teorica + pratica (avendo prodotti che si rompono anche… capita)
Come in tutto. Ad esempio alle superiori insegnano le derivate e le integrali.
C’è chi le capisce come “ostacolo” al finire la scuola e chi le capisce per quello che sono e poi magari le applicherà in modo completamente diverso per riuscire a farsi script e automatismi di progettazione, ad esempio…

Secondo me la mentalità e il tipo di approccio ai problemi di una persona sono molto più importanti del sapere quella cosa specifica.
Ci stà come infarinatura, ma dando per scontato che si abbia la testa giusta in tante altre cose prima.
Una persona che ha esperienza pratica, meccanica, empirica sui materiali (letteralmente un operaio saldatore o simili) parte molto più avantaggiato di uno che non si è mai sporcato le mani nella vita e ora ha fatto un corso di FEM.

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Vero.
Per noi spesso è stato il cliente finale ad avere il sw per fare il FEM e poi ad avere le competenze (dichiarate) e la responsabilità di interpretarlo.
Noi “”“designer”“” in pratica dovevamo fare solo tutto il resto :rofl:. Combinare design con fattibilità, esigenze produttore, limiti degli elementi standard, progettazione viterie, ecc ecc

Fai FEM prima del prototipo, durante l’affinamento del progetto, e poi pure il produttore re-itera tutto per conto suo (e spesso ha molta più esperienza di tutti gli altri prima). Se a inizio del progetto si conosce già il produttore finale, la mossa migliore è far prendere in mano la parte FEM da subito a lui. Molte meno rogne e risultati più affidabili. (e soprattutto concentri la responsabilità in un unica figura…)


Ci sono anche altri casi.
I cinesi producono buona parte dei telai in fibra di carbonio delle bici del mondo.
Una volta abbiamo fatto il design esterno del telaio (la superficie, nemmeno un solido).
Un normale ufficio di ingenieri europei ci avrebbe messo anche mesi tra botta e risposta tra mail e meeting per far funzionare quel telaio.
I cinesi hanno semplicemente prodotto più stampi e fatto lavorare giorno e notte gli operai testando empiricamente le quantità e orientamento/disposizione dei layer di carbonio.
In un paio di settimane avevamo il prototipo che era già competitivo in termini di peso e costi, ma rispettava il nostro design.
In pratica anziché fare FEM, hanno testato in brute-force tutte le possibilità, rompendo i telai di proposito per vedere dove cedeva prima.
Esiste anche questo :sweat_smile:

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Roba da pazzi

Ecco una verifica “Brute Force” sull’ala dell’ Onex (G positivi)
Dalla mesh alle ballette di cemento è un attimo…

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wauuu computer e sofware pazzeschi, comunque alla fine si fa sempre alla vecchia maniera :smile:

L analisi fem non sostituisce le prove fisiche.
Il contrario si. L analisi si fa per ricercare l ottimo in tempi brevi e risparmiando sui prototipi, ma se hai esperienza, costruisci subito e superi le prove fisiche non serve l analisi fem.

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Anche questo è vero.

Il fem si usa proprio per evitare tutto ciò.

Guarda, sarei d’accordo , ma ho sperimentato più volte sulla mia pelle tempistiche lunghissime ad avere risultati o anche solo “indicazioni” o “opinioni” quando c’erano ingegneri incaricati di fare il FEM/FEA…
In quel caso i cinesi hanno completamente stracciato le tempistiche nostre procedendo direttamente empiricamente.
Un prototipo completo e funzionante al costo di una analisi virtuale/teorica nostra… In 1/5 del tempo… Non so se rendo :sweat_smile:

Da un estremo all’altro. Chiaro sarebbe meglio una via di mezzo.
Ma di solito chi ci ha fatto il FEM/FEA è carissimo, lentissimo e nemmeno si espone a livello di responsabilità.
Se lo fa il produttore finale, molto meglio.

Ma in generale, troppa burocrazia e poca voglia di impegnarsi dalle nostre parti (italia, Germania, ecc)
È difficile reggere il confronto.

a quanto pare questo video sembra seguire il pensiero esposto da @RiccardoMajewski

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Ciao @massimo.rufo anche io ho fatto il corso di design (alla Sapienza). Ai miei tempi lo scopo del corso alla triennale era di iniziare a capire come fare “ingegnerizzazione di prodotto”.

Il che semplicemente significa come passare dal concept a qualcosa di realizzabile. Che a sua volta significa rendersi conto delle tecnologie produttive a disposizione e dei materiali che tali tecnologie possono lavorare e come.

In sintesi, io andavo in giro col calibro a misurare spessori, sezioni ecc. Cercando di capire che materiale è stato usato, come è stato realizzato (pressofuso, calandrato, laminato, ecc) e se c’era una correlazione tra sezione, spessore, materiale e compagnia cantando.

Detto questo, per il caso specifico del telaio della bici (a parte entrare in un negozio e farsi un’idea orientativa), ti consiglierei di consultare i centinaia di paper scientifici a riguardo che hanno già risolto come calcolarsi gli spessori. Poi se questi siano realizzabili a meno di usare superstampanti in metallo, specifici per chi pesa esattamente 70kg, chi guida la bici sempre in posizione perfettamente ortogonale, a sezione variabile, senza saldature, ecc, é un altro discorso.

Quello invece interessante, e molto più da designer, è farsi un’idea della biomeccanica del corpo, per calcolarsi bene la posizione dei pedali, garantire l’estensione della gamba, ecc. O facilitare le fasi di assemblaggio… ma sono discorsi extra corso di materiali e tecnologie.

Per quanto riguardo il discorso FEA, io uso spesso Grasshopper e li uso Alpaca4D, t0pos, karamba, kangaroo ecc. Personalmente purtroppo non su esempi particolarmente esigenti, ma se li usano anche al MIT… non penso sia sempre necessario usare ansys e sw supercostosi.

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