Meccanica Magazine n. 4

profiles in high-performance longfiber
composites.
eco-design approach.
Progetto Lis4.0
102
ITA
Meta-structures
Artificially created structures with
new characteristics given by their
geometry that can be developed in
different dimensional scales.
Intervista
Autonomous Systems
a Stefano Beretta,
For the transport of people with
drive systems based on new highresolution
localization systems, and coinvolto nel professore WP3
1. Di cosa si occupa il WP3 nell’ambito del LIS4.0? Quali sono le
principali sfide che affronta?
essere progettata e ottenuta con combinazioni ibride ottenute da
LIGHT AND HEAVY MOTORWAY
ENERGY
Il WP3 “Metastutture” RAILWAY affronta lo studio di metodi di MEANS progettazione,
OF TRANSPORT diversi materiali.
SPACE
NAVAL
AND INTERMODAL INFRASTRUCTURES
proprietà e applicazioni di materiale cellulare basata su una microstruttura
regolare chiamata unità cellulare che viene periodicamente meccanici, è di trasformare il concept della progettazione dei
La sfida, sicuramente in linea BIOMEDICAL
con la nostra missione di ingegneri
AEREONAUTICAL
APPLICATIONS (TRANSPORT AND MOBILITY)
OTHER SECTORS WITH SIGNIFICANT IMPACT
ripetuta nello spazio al fine di ottenere metamateriali caratterizzati metamateriali/ metastrutture in applicazioni effettive, considerando
da una regolare combinazione di piccole strutture (raggi, superfici,
masse) unite insieme. La lunghezza fisica dell’unità cellulare è più
piccola di quella della lunghezza d’onda di interesse (carichi applicati
ad una struttura, onde termiche e sonore). Questo permette di
ottenere metamateriali solidi con proprietà omogenee inesistenti in
natura. Si tratta di materiali ingegneristici innovativi con un elevato
grado di complessità rispetto ai materiali compositi tradizionali.
La sfida risiede nella progettazione, produzione e applicazione di
nuovi metamateriali, che diventano multifunzionali, ma che nel
contempo devono combinare leggerezza unita alle altre proprietà. Il
primo esempio è un materiale lattice a bassa conducibilità termica
applicato a componenti spaziali (Figura 1a) o altre celle (Figura 1b) che
permettono in maniera altamente efficiente lo scambio di calore tra
due liquidi.
human-machine interaction.
New simulation techniques: spatial and temporal multiscale,
multi-physics, damage modeling.
Smart structures and components: integrated sensors
and actuators, distributed sensors, IoT, low-power and
self-powered sensors.
Innovative strategies for assembly, diagnostics,
prognostics, communication and localization,
autonomous driving.
Big data analytics: data mining, intelligent data fusion,
statistical monitoring and robust product / process
optimization.
FIG 1
A livello della struttura/dei componenti una meta-struttura può
i vincoli progettuali a livello dei componenti e le proprietà reali dei
nuovi materiali (legate alla rapida evoluzione dei cicli di produzione), in
particolare esaminando combinazioni multi-materiali.
Il vantaggio degli sviluppi attuali potrebbe essere la possibilità di
qualificare componenti industriali progettati con questo grado di
soluzioni innovative.
2. Che strumenti/approcci innovativi sono necessari per affrontare
la progettazione e lo sviluppo di prodotti basati su metastrutture?
Gli strumenti necessari per progettare e sviluppare componenti in
metamateriali, metastrutture dovrebbero permettere all’ingegnere di
gestire modelli e strutture altamente complessi.
Strumenti efficaci, al contrario di applicazioni eccessivamente stese
di strumenti computazionali tradizionali, mirano a ridurre la scala dei
modelli sotto diversi aspetti:
- Modelli basati su conoscenze ontologiche atti a superare
l’impossibilità di ottenere modelli FE estremamente dettagliati di
componenti ottenuti con diversi metamateriali;
- Criteri di rottura omogenei che consentano di “costruire” una
libreria di materiali cellulari disponibile per la progettazione di
molteplici applicazioni sottoposte a carichi statici e a fatica.
Questi modelli omogeneizzati, atti a descrivere il comportamento
meccanico (elastico, monotono non lineare e ciclico), si basano su
modellazione reale delle strutture cellulari così prodotte, in modo da
poter considerare la presenza di anomalie e deviazioni rispetto alla
configurazione ideale.
- Strumenti di realtà aumentata e virtuale che permettano