{"id":24265,"date":"2025-10-19T03:01:15","date_gmt":"2025-10-19T01:01:15","guid":{"rendered":"https:\/\/test.cfdfeaservice.it\/index.php\/2025\/10\/19\/progettazione-di-strutture-meccaniche-soggette-a-urti-e-carichi-impulsivi\/"},"modified":"2025-10-19T03:01:15","modified_gmt":"2025-10-19T01:01:15","slug":"progettazione-di-strutture-meccaniche-soggette-a-urti-e-carichi-impulsivi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/test.cfdfeaservice.it\/index.php\/2025\/10\/19\/progettazione-di-strutture-meccaniche-soggette-a-urti-e-carichi-impulsivi\/","title":{"rendered":"Progettazione di strutture meccaniche soggette a urti e carichi impulsivi"},"content":{"rendered":"
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Nel panorama della progettazione industriale, il tema degli urti e dei carichi impulsivi rappresenta un contesto frequente di applicazioni, nonch\u00e9 un settore di elevata complessit\u00e0 tecnica e normativa. Questo articolo si propone di fornire una panoramica dei principali criteri di progettazione per strutture soggette a urti e carichi impulsivi. Si illustrano soluzioni tecniche, approcci di modellazione, materiali impiegati e casi studio applicativi.<\/strong><\/p>\n

di Giorgio de Pasquale ed Elena Perotti<\/em><\/p>\n

A differenza dei carichi statici, di quelli variabili molto lentamente (detti \u201cquasi statici\u201d), o di quelli ciclici, i carichi impulsivi<\/strong> si caratterizzano per la rapidit\u00e0 di applicazione e per l\u2019elevato picco di sollecitazione trasmesso in tempi estremamente ridotti. La risposta strutturale in questi casi risulta spesso non lineare, con coinvolgimento di fenomeni transitori come onde di tensione, deformazioni localizzate, effetti d\u2019inerzia e, talvolta, instabilit\u00e0 dinamiche. Anche le propriet\u00e0 dei materiali note in condizioni tradizionali, possono mutare se le sollecitazioni e le deformazioni sono applicate in modo rapido.<\/p>\n

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Figura 1. Confronto tra due profili di forza rappresentativi di un urto rigido (linea continua) e di un urto dissipato (linea tratteggiata). Il picco pi\u00f9 elevato e localizzato del primo caso comporta sollecitazioni impulsive critiche, mentre la curva dissipativa mostra una riduzione del valore massimo e un allungamento del tempo d\u2019interazione, con conseguente assorbimento pi\u00f9 efficace dell\u2019energia d\u2019urto.<\/figcaption><\/figure>\n

La progettazione contro gli urti<\/h2>\n

Tali condizioni possono verificarsi in numerosi ambiti applicativi. Esempi includono: protezioni di macchine utensili e impianti robotizzati, dispositivi di arresto di emergenza, strutture soggette a collisioni o cadute di oggetti, trasporti ferroviari e stradali, sistemi di assorbimento di energia in ambito logistico, fino ai componenti leggeri destinati a droni, veicoli autonomi o linee automatizzate. La variet\u00e0 di applicazioni richiede una notevole flessibilit\u00e0 da parte del progettista. Bisogna adottare criteri adeguati alla velocit\u00e0 di interazione, all\u2019energia trasmessa, alla funzione protettiva o strutturale richiesta.<\/p>\n

Un aspetto centrale della progettazione contro gli urti \u00e8 rappresentato dalla capacit\u00e0 del sistema di assorbire e dissipare l\u2019energia impulsiva impressa dall\u2019esterno, evitando che questa venga trasmessa ai componenti sensibili o all\u2019ambiente circostante. Per questo motivo, la strategia prevalente consiste nell\u2019adottare strutture deformabili, interfacce dissipative, materiali a elevata capacit\u00e0 di assorbimento specifico (SEA \u2013 Specific Energy Absorption), o geometrie progettate per il collasso controllato. In molti casi, la funzione di protezione \u00e8 demandata a componenti \u201csacrificali\u201d o a meccanismi che deviano la traiettoria dell\u2019urto, riducendo il danno potenziale.<\/p>\n

Dal punto di vista analitico e numerico, la modellazione dei carichi impulsivi richiede strumenti diversi rispetto alla progettazione statica. Sono in genere utilizzati codici di calcolo espliciti (fra i pi\u00f9 utilizzati: LS-DYNA<\/strong> e Abaqus<\/strong>), capaci di risolvere le equazioni del moto in condizioni di dinamiche spinte e di simulare grandi deformazioni, contatti non lineari, e propagazione delle onde. Tuttavia, per applicazioni meno complesse, possono risultare sufficienti modelli semplificati a ridotto numero di gradi di libert\u00e0, basati su sistemi massa-molla-smorzatore, che permettono un primo dimensionamento con tempi di calcolo ridotti.<\/p>\n

Fondamenti fisici degli urti e del carico impulsivo<\/h2>\n

Per comprendere e affrontare correttamente la progettazione di strutture soggette a urti, \u00e8 essenziale analizzare i principi fisici che regolano la trasmissione dell\u2019energia in condizioni dinamiche estreme. Un urto pu\u00f2 essere definito come un\u2019interazione meccanica ad alta velocit\u00e0, nella quale due corpi trasferiscono quantit\u00e0 di moto e deformazione durante un intervallo di tempo molto breve. Infatti, gli elementi distintivi, rispetto ad altri tipi di carico, sono proprio la rapidit\u00e0 con cui l\u2019azione meccanica viene applicata e l\u2019intensit\u00e0 del picco di sollecitazione che ne deriva.<\/p>\n

Durante un urto, la quantit\u00e0 di moto complessiva del sistema si conserva, salvo eventuali dissipazioni dovute a deformazioni plastiche, attriti o smorzamenti viscoelastici. In particolare, il prodotto tra forza istantanea e durata dell\u2019impatto definisce l\u2019impulso, grandezza fondamentale per valutare gli effetti dinamici. La relazione che lega forza, impulso e variazione della quantit\u00e0 di moto rappresenta un primo strumento analitico utile per stimare l\u2019entit\u00e0 delle sollecitazioni trasmesse a un componente. L\u2019impulso, la grandezza chiave che descrive un urto, si definisce appunto come il prodotto tra la forza istantanea F(t) e la durata dell\u2019interazione \u0394t, in forma integrale:<\/p>\n

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In un caso semplificato, con forza media costante, la relazione diventa<\/p>\n

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Tale impulso corrisponde inoltre alla variazione della quantit\u00e0 di moto<\/em> del corpo:<\/p>\n

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dove m<\/em> \u00e8 la massa del corpo e \u0394v<\/em> \u00e8 la variazione di velocit\u00e0 dovuta all\u2019urto.<\/p>\n

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Figura 2. Confronto fra sistemi a singolo grado di libert\u00e0 aventi configurazioni con diverso smorzamento: \u03b6 = 0.1 (basso), \u03b6 = 0.25 (medio) e \u03b6 = 0.5 (alto). All\u2019aumentare dello smorzamento, l\u2019ampiezza delle oscillazioni si riduce pi\u00f9 rapidamente, fino a transizioni quasi non oscillanti per \u03b6 \u2265 0.5. Il grafico evidenzia l\u2019effetto dello smorzamento nella dissipazione dell\u2019energia e nella riduzione della risposta transitoria.<\/figcaption><\/figure>\n

Urti elastici ed anelastici<\/h3>\n

A livello macroscopico, si distinguono tipicamente due tipi di urto: elastico e anelastico. Nel primo caso, l\u2019energia cinetica totale del sistema si conserva, mentre nel secondo una parte dell\u2019energia viene trasformata in calore, deformazioni permanenti o vibrazioni residue. In pratica, la maggior parte degli urti in ambito industriale si colloca in uno spettro intermedio, con un parziale ritorno elastico elastica e una certa quota di energia dissipata.<\/p>\n

Dal punto di vista strutturale, l\u2019effetto dell\u2019urto dipende non solo dall\u2019energia in gioco, ma anche dalla geometria del corpo impattato, dalla sua rigidezza e dalla distribuzione delle masse. Una struttura snella o flessibile, ad esempio, potr\u00e0 deformarsi in maniera significativa riducendo l\u2019accelerazione trasmessa, mentre una struttura rigida concentrer\u00e0 il carico in tempi pi\u00f9 brevi, esponendo il suo materiale a picchi di tensione molto pi\u00f9 elevati. Inoltre, il punto di applicazione dell\u2019urto e la presenza di vincoli condizionano fortemente il comportamento locale e globale del sistema.<\/p>\n

Per stimare l\u2019effetto di un urto su una struttura, \u00e8 utile introdurre il concetto di tempo caratteristico di interazione, ovvero la durata del contatto durante l\u2019impatto. Tale parametro, anche se difficile da determinare con precisione, influisce sulla natura della risposta dinamica.<\/p>\n

Un parametro fondamentale, gi\u00e0 citato, \u00e8 l\u2019energia specifica assorbita (SEA), che misura la quantit\u00e0 di energia assorbita per unit\u00e0 di massa del sistema. Questa grandezza \u00e8 particolarmente rilevante nella progettazione di componenti leggeri, dove \u00e8 richiesto un elevato assorbimento energetico a fronte di una massa contenuta. Materiali a elevato SEA, come le schiume metalliche, i compositi fibrorinforzati o i metalli micro-strutturati, offrono prestazioni molto superiori rispetto agli acciai tradizionali, soprattutto se impiegati in configurazioni progettate per il collasso controllato.<\/p>\n

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Fig. 3. Esempio di dispositivo per l\u2019assorbimento di energia, basato su elementi viscoelastici dissipativi.<\/figcaption><\/figure>\n

Considerazioni locali<\/h3>\n

A livello locale, un impatto genera onde di sollecitazione che si propagano nel materiale a velocit\u00e0 dipendente dalle caratteristiche elastiche. Se l\u2019urto \u00e8 molto localizzato o violento, queste onde possono causare fratture interne, delaminazioni nei materiali compositi, o microinstabilit\u00e0 nei punti di discontinuit\u00e0 geometrica. La corretta modellazione della propagazione delle onde di stress \u00e8 quindi necessaria nei casi in cui il tempo di impatto sia confrontabile con il tempo di transito dell\u2019onda attraverso la struttura.<\/p>\n

Infine, \u00e8 importante considerare l\u2019interazione tra urti ripetuti e fenomeni di fatica locale. In presenza di urti ciclici o di vibrazioni impulsive ripetute, alcune zone della struttura possono accumulare danni anche se i singoli eventi non superano i limiti di resistenza. La progettazione deve quindi considerare anche i potenziali effetti cumulativi, adottando geometrie prive di concentrazioni di tensione e materiali con elevata tenacit\u00e0 alla frattura.<\/p>\n

Strategie progettuali per la resistenza agli urti<\/h2>\n

La progettazione di componenti e strutture soggette a urti e carichi impulsivi richiede un approccio ingegneristico mirato, che si discosta dai criteri tradizionali tipici della progettazione statica o quasi statica. Le condizioni dinamiche imposte dall\u2019urto, caratterizzate da tempi ridotti e picchi di forza elevati, implicano una serie di accorgimenti specifici sia nella definizione geometrica dei componenti, sia nella scelta dei materiali e delle modalit\u00e0 costruttive. Le strategie progettuali devono infatti tener conto della capacit\u00e0 del sistema di assorbire energia, deviare traiettorie critiche, o modulare il trasferimento delle sollecitazioni alle zone sensibili.<\/p>\n

Approcci resistivo e dissipativo<\/h3>\n

Una prima distinzione utile \u00e8 tra l\u2019approccio resistivo e quello dissipativo. Il primo si fonda sull\u2019idea di rendere la struttura sufficientemente rigida e robusta da sopportare l\u2019urto senza danni rilevanti. \u00c8 tipico, ad esempio, dei carter in lamiera stampata per la protezione di motori elettrici o riduttori industriali, o delle strutture portanti di veicoli ferroviari, progettate per resistere a urti accidentali secondo normative specifiche. L\u2019approccio resistivo impone l\u2019utilizzo di materiali ad alta resistenza (acciai temprati, leghe a base di titanio) e sezioni strutturali sovradimensionate, con particolare attenzione alla continuit\u00e0 del percorso delle sollecitazioni.<\/p>\n

Al contrario, l\u2019approccio dissipativo prevede che parte dell\u2019energia cinetica venga trasformata in altre forme, principalmente tramite deformazione plastica controllata o smorzamento meccanico. Le strutture realizzate con tale criterio possono includere elementi a collasso programmato, giunti e inserti deformabili o materiali viscoelastici. \u00c8 frequente, ad esempio, l\u2019uso di profilati metallici con sezioni appositamente indebolite che, in caso d\u2019urto, collassano localmente assorbendo energia prima che questa venga trasmessa ad altri componenti pi\u00f9 critici. Un classico esempio \u00e8 rappresentato dai dispositivi crash-box impiegati nei paraurti o nei telai di prova per dispositivi mobili.<\/p>\n

Geometria e materiali<\/h3>\n

Un ruolo centrale \u00e8 svolto dalla geometria del componente, che pu\u00f2 essere ottimizzata per modificare il modo in cui l\u2019urto viene gestito. Le sezioni curve o deformabili, i raccordi ampi e l\u2019assenza di spigoli vivi riducono la concentrazione degli sforzi. Le strutture cave, come i tubi a sezione quadrata o circolare, offrono una buona combinazione tra rigidit\u00e0 flessionale e capacit\u00e0 di collasso assorbente. I giunti devono essere progettati per evitare distacchi in caso di impatto: nei collegamenti meccanici \u00e8 bene evitare bulloni soggetti a taglio diretto o assemblaggi troppo rigidi, prediligendo interfacce con gioco controllato o sistemi flottanti.<\/p>\n

La scelta dei materiali<\/a> \u00e8 un ulteriore elemento strategico. Oltre alle propriet\u00e0 statiche (modulo di Young, resistenza a trazione), diventa fondamentale conoscere il comportamento a elevate velocit\u00e0 di deformazione. Alcuni materiali, come gli acciai al boro temprati o le leghe di alluminio 6xxx, presentano un aumento della resistenza sotto sollecitazioni impulsive (strain-rate sensitivity), offrendo vantaggi nei sistemi a elevata dinamica. Materiali compositi fibrorinforzati, pur presentando maggiore fragilit\u00e0 in condizioni di urto secco, possono essere ottimizzati con architetture ibride, strati intermedi in gomma o geometrie multicellulari per migliorare la resistenza al danneggiamento locale.<\/p>\n

In contesti avanzati, l\u2019introduzione di strutture gerarchiche (a pi\u00f9 livelli strutturali) consente di distribuire l\u2019energia d\u2019urto in modo efficiente. Ad esempio, un involucro esterno pu\u00f2 assorbire l\u2019urto iniziale, mentre una seconda struttura pi\u00f9 interna dissipa l\u2019energia residua. Questa logica \u00e8 impiegata nelle scocche di sicurezza dei veicoli, ma anche nei contenitori industriali per trasporti sensibili o nei basamenti di macchine ad alta velocit\u00e0. Inoltre, la presenza di smorzatori passivi come silent-block, antivibranti o interfacce in elastomero, contribuisce ad abbattere i picchi trasmessi e a prolungare il tempo d\u2019interazione, rendendo meno gravoso il carico impulsivo sul resto della struttura.<\/p>\n

Componenti sacrificali<\/h3>\n

Un\u2019ulteriore strategia prevede l\u2019adozione di componenti \u201csacrificali\u201d, ovvero progettati per rompersi selettivamente e proteggere le parti funzionali retrostanti. Questo principio, seppur poco adoperato nei macchinari tradizionali, \u00e8 comune in ambito aerospaziale, militare e nei dispositivi medicali monouso, dove l\u2019elemento soggetto all\u2019urto viene sostituito facilmente dopo l\u2019evento.<\/p>\n

In fase progettuale, la simulazione numerica gioca un ruolo chiave. I software di calcolo FEM permettono di verificare il comportamento della struttura sotto carichi dinamici realistici, modellando contatti, plasticit\u00e0, e condizioni al contorno variabili. Tuttavia, la validazione sperimentale resta fondamentale, in particolare quando si impiegano materiali innovativi o geometrie complesse. I test a caduta libera, gli impatti pendolari e i sistemi servo-idraulici per carichi impulsivi costituiscono strumenti essenziali per calibrare i modelli e definire le soglie critiche di progetto.<\/p>\n

Infine, una strategia progettuale efficace deve anche tenere conto dell\u2019integrazione di sensori, che consentono di rilevare impatti in tempo reale e valutare eventuali danni strutturali. Ci\u00f2 apre le porte a sistemi intelligenti di monitoraggio (SHM \u2013 Structural Health Monitoring), che aumentano l\u2019affidabilit\u00e0 e consentono una manutenzione predittiva, particolarmente utile in ambienti dove gli urti sono frequenti ma non sempre osservabili a vista.<\/p>\n

Strutture di protezione e dissipazione<\/h2>\n

La protezione meccanica contro urti e carichi impulsivi si concretizza attraverso la progettazione di strutture dedicate, in grado di assorbire o deviare l\u2019energia trasmessa da un impatto. Queste strutture assumono forme e funzioni diverse a seconda del contesto applicativo, ma rispondono a un obiettivo comune: salvaguardare l\u2019integrit\u00e0 delle componenti critiche e garantire la sicurezza degli operatori e degli impianti.<\/p>\n

Nel contesto industriale, una delle soluzioni pi\u00f9 diffuse \u00e8 rappresentata dalle gabbie e carter di sicurezza, utilizzati per proteggere macchine rotanti, organi in movimento e linee automatizzate. Tali elementi devono resistere a urti diretti derivanti da componenti proiettati accidentalmente o da impatti di attrezzature mobili, come muletti o carrelli AGV. Le normative internazionali (ad esempio, EN ISO 14120 e ISO 13857) impongono requisiti stringenti sulla resistenza meccanica, le distanze di sicurezza e la capacit\u00e0 di contenimento. Il materiale impiegato per questi elementi protettivi pu\u00f2 variare: acciai laminati per la resistenza strutturale, alluminio per applicazioni leggere, o materiali plastici trasparenti ad alta tenacit\u00e0 nei casi in cui la visibilit\u00e0 sia un requisito operativo.<\/p>\n

Dal punto di vista progettuale, \u00e8 essenziale che le protezioni non si limitino a riflettere l\u2019urto, ma contribuiscano alla sua dissipazione. A tal fine, i carter vengono spesso progettati con superfici deformabili, rinforzi strutturali in punti selezionati e, in alcuni casi, materiali a stratificazione composita che combinano resistenza meccanica e capacit\u00e0 smorzante. Un esempio comune \u00e8 l\u2019uso di pannelli multistrato (metallo-polimero-feltro), nei quali ciascun materiale contribuisce a ridurre la trasmissione dell\u2019energia attraverso differenti meccanismi (deformazione plastica, attrito interno, attenuazione viscoelastica).<\/p>\n

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Fig. 5. Esempio costruttivo di un dispositivo per isolamento dalle vibrazioni a funzionamento tridimensionale (ref. Appl. Sci. 2025).<\/figcaption><\/figure>\n

Sistemi deformabili antiurto<\/h3>\n

Una categoria di protezioni ad elevata efficienza energetica \u00e8 rappresentata dai sistemi deformabili antiurto, progettati per assorbire direttamente l\u2019energia cinetica dell\u2019impatto attraverso deformazioni permanenti o elastiche. Si tratta spesso di barriere modulari composte da elementi in acciaio, materiali plastici rinforzati o compositi strutturali. La geometria gioca un ruolo chiave: profili tubolari, setti con zone a spessore ridotto o strutture a nido d\u2019ape sono in grado di collassare in modo controllato sotto impatto, convertendo l\u2019energia dell\u2019urto in lavoro plastico.<\/p>\n

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Fig. 6. Schema progettuale di un dispositivo controllato per l\u2019isolamento di vibrazioni: oggetto da isolare (1), piattaforma mobile (2), dispositivo di misura (3), molle piatte (4), piattaforma di sostegno (5), base (6), unit\u00e0 di feedback (7), vibrazione indotta (8). (ref: Appl. Syst. Innov. 2024).<\/figcaption><\/figure>\n

Questi sistemi sono largamente utilizzati nei magazzini automatizzati, nelle corsie robotizzate e negli impianti logistici, dove \u00e8 frequente l\u2019interazione tra mezzi mobili e strutture fisse. Un esempio emblematico \u00e8 dato dalle barriere paraurti montate sui bordi delle scaffalature, progettate per deformarsi lateralmente in caso di impatto da parte di un muletto, evitando il trasferimento diretto del carico alla struttura retrostante. I produttori qualificati forniscono curve forza-spostamento ottenute tramite test dinamici normalizzati, fondamentali per la corretta modellazione nei software FEM e per il dimensionamento dell\u2019intero sistema.<\/p>\n

Un\u2019alternativa complementare alle protezioni strutturali \u00e8 data dalle interfacce dissipative, ovvero elementi elastici interposti tra la fonte dell\u2019urto e la struttura da proteggere. Silent block, antivibranti in elastomero, giunti flessibili e tamponi in gomma compressa svolgono una funzione di filtro meccanico, riducendo il picco trasmesso e dilatando il tempo di interazione. Tali dispositivi non si oppongono rigidamente all\u2019urto, ma lo assorbono parzialmente, smorzando le oscillazioni e riducendo le sollecitazioni residue. La loro efficacia \u00e8 legata alla capacit\u00e0 di dissipare energia tramite isteresi, viscosit\u00e0 interna o effetto d\u2019isteresi ciclica. In molte applicazioni, tali interfacce sono integrate in sistemi pi\u00f9 complessi, come sospensioni industriali, basamenti antivibranti o supporti per motori e riduttori.<\/p>\n

Come gi\u00e0 accennato, le strutture dissipative possono essere inoltre dotate di sensori integrati, con l\u2019obiettivo di registrare l\u2019evento d\u2019urto, stimarne l\u2019entit\u00e0 e attivare contromisure.<\/p>\n

Modellazione del comportamento agli urti<\/h2>\n

La progettazione di strutture soggette a urti e carichi impulsivi richiede un\u2019accurata modellazione del comportamento dinamico dei materiali e delle geometrie coinvolte. Gli urti, per loro natura, rappresentano fenomeni transitori ad alta non linearit\u00e0, caratterizzati da tempi brevi, elevate accelerazioni e propagazione di onde meccaniche complesse. Per affrontare queste problematiche, \u00e8 necessario dotarsi di strumenti di simulazione adeguati, che permettano di riprodurre i fenomeni reali con sufficiente fedelt\u00e0, consentendo al progettista di anticipare le risposte strutturali e ottimizzare le soluzioni prima della realizzazione fisica dei componenti.<\/p>\n

Il primo passo per la modellazione consiste nella definizione dei modelli meccanici appropriati. A seconda della complessit\u00e0 del problema, si pu\u00f2 ricorrere a una gamma di strumenti che va da approcci semplificati monoassiali a simulazioni tridimensionali esplicite agli elementi finiti. In casi semplici, come urti localizzati su strutture rigide o su sistemi isolati a un grado di libert\u00e0, \u00e8 possibile impiegare modelli analitici basati su sistemi massa\u2013molla\u2013smorzatore, che consentono di stimare le accelerazioni massime, i tempi di risposta e l\u2019energia assorbita. Questi modelli sono particolarmente utili in fase preliminare, per confrontare soluzioni progettuali alternative e ottenere un\u2019intuizione immediata sull\u2019effetto delle variazioni geometriche o di materiale.<\/p>\n

Per sistemi pi\u00f9 complessi o per eventi con interazione geometrica rilevante, si rende necessario il ricorso all\u2019analisi numerica mediante FEM (Finite Element Method). In particolare, per gli urti \u00e8 spesso indicato l\u2019utilizzo di solutori espliciti, come LS-DYNA, Abaqus Explicit o Radioss, che risultano particolarmente adatti alla gestione di carichi transitori ad alta frequenza. Tali solutori risolvono le equazioni del moto in forma esplicita passo-passo, consentendo di simulare con precisione l\u2019evoluzione del campo di spostamenti e sollecitazioni in tempi dell\u2019ordine dei millisecondi o microsecondi.<\/p>\n

Modellare i materiali<\/h3>\n

Uno degli aspetti critici nella simulazione \u00e8 la modellazione accurata del materiale, in particolare del suo comportamento in presenza di alte velocit\u00e0 di deformazione.<\/p>\n

La definizione dei contatti \u00e8 un ulteriore elemento essenziale: nei fenomeni d\u2019urto si verificano interazioni multiple e discontinue tra superfici, con possibilit\u00e0 di penetrazione numerica, attrito e vincoli temporanei. I moderni software FEM consentono di gestire contatti non lineari con attrito Coulombiano, separazione, urto elastico o plastico, garantendo una rappresentazione realistica delle condizioni al contorno. Anche il \u201cmesh design\u201d influisce significativamente sulla qualit\u00e0 della simulazione. Le aree soggette a elevate deformazioni o cricche richiedono un raffinamento locale della mesh, con elementi piccoli e ben proporzionati. Alcuni strumenti prevedono la possibilit\u00e0 di adattare dinamicamente la mesh durante la simulazione (remeshing), o di definire criteri di erosione degli elementi per rappresentare la frattura e la perdita di materiale.<\/p>\n

Oltre ai modelli FEM dettagliati, esistono strumenti semplificati basati su analisi modale e risposta in frequenza. Questi ultimi sono utili quando si vuole valutare la risposta dinamica complessiva di una struttura. L\u2019analisi modale permette di determinare le frequenze proprie e i modi di vibrazione, fondamentali per capire se l\u2019urto pu\u00f2 innescare risonanze o modi flessionali pericolosi. In tal senso, anche urti di breve durata possono avere effetti amplificati se coincidono con uno dei modi propri del sistema.<\/p>\n

In alcuni casi, \u00e8 utile adottare modelli multiscala o multibody. Questi sono in grado di rappresentare l\u2019interazione tra componenti rigidi e flessibili, o tra strutture principali e dettagli locali. Questo approccio \u00e8 frequente nell\u2019analisi di telai complessi, sistemi con sospensioni, oppure strutture gerarchiche, dove la propagazione dell\u2019urto dipende da meccanismi di interazione complessi.<\/p>\n

References<\/strong><\/p>\n

Appl. Sci.<\/em> 2025<\/strong>, 15<\/em>(8), 4420; https:\/\/doi.org\/10.3390\/app15084420<\/a><\/p>\n

Appl. Syst. Innov.<\/em> 2024<\/strong>, 7<\/em>(5), 95; https:\/\/doi.org\/10.3390\/asi7050095<\/a><\/p>\n<\/div>\n

L’articolo Progettazione di strutture meccaniche soggette a urti e carichi impulsivi<\/a> sembra essere il primo su Il Progettista Industriale<\/a>.<\/p>\n<\/div>\n

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Autore: Roberta Falco<\/p>\n

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