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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2007

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
  • PHYSICS
    • CONTROLLING; REGULATING (specially adapted to a particular field of use, see the relevant place for that field, e.g. A62C37/00, B03B13/00, B23Q)
      • CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS (fluid-pressure actuators or systems acting by means of fluids in general F15B; valves per se F16K; characterised by mechanical features only G05G; sensitive elements, see the appropriate subclass, e.g. G12B, subclass of G01, H01; correcting units, see the appropriate subclass, e.g. H02K)
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES (generation of mechanical vibrations without measurement B06B, G10K; measuring position, direction or velocity of an object G01C, G01S; measuring quasi-steady pressure of a fluid G01L7/00; determining unbalance G01M1/14; determining properties of material by sonic or ultrasonic waves transmitted therethrough G01N; systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. acoustic imaging, G01S15/00; seismology, seismic prospecting, acoustic prospecting G01V1/00; acousto-optical devices per se G02F; obtaining records by techniques analogous to photography using ultrasonic, sonic or infrasonic waves G03B42/06; speech analysis or synthesis, speech recognition G10L; information storage based on relative movement between record carrier and transducer G11B; piezo-electric, electrostrictive or magnetostrictive elements in general H01L; manufacture of electromechanical resonators by processes which include measurement of frequency with consequential modification of the resonator H03H3/00, [N: H03H3/007, H03H9/00]) [C9809]
Classificazione geografica
Parole Chiave
MONITORAGGIO STRUTTURALE, STRUTTURE SENSORIZZATE, MATERIALI INTELLIGENTI, MANUTENZIONE "ON CONDITION", INDIVIDUAZIONE DEL DANNO

MONITORAGGIO DELL'INTEGRITA' STRUTTURALE DELLE COSTRUZIONI AEROSPAZIALI

Politecnico di Milano
Abstract
Il presente progetto di ricerca intende studiare le tecniche di monitoraggio strutturale applicate alle costruzioni aerospaziali, sia valutandone la conveniente applicabilità a casi specifici (aeromobili ad ala fissa, elicotteri, veicoli spaziali), sia indagando l’efficacia di nuovi approcci metodologici di validità generale.
Per quanto riguarda i velivoli ad ala fissa, viene sviluppato un sistema di monitoraggio del danneggiamento strutturale - SHMS – basato sull'impiego di sensori wireless, strain-gauge elettrici e/o piezoelettrici. L'attività è articolata in una fase che prevede lo sviluppo di un codice di calcolo con il quale viene simulato il comportamento di un componente strutturale significativo, sia integro che danneggiato. Il codice prevede anche la presenza dei sensori. Una opportuna campagna di prove sperimentali consente di validare il codice di calcolo e di valutare l'efficacia e l'affidabilità del sistema predisposto.
Nel campo dei velivoli ad ala rotante, viene studiata l'applicazione delle tecniche di monitoraggio strutturale con sensori a fibra ottica (FOS) alle pale di rotore di elicotteri. L'approccio è di tipo multidisciplinare, e coinvolge le tecnologie, la scienza dei materiali, la sperimentazione strutturale, e l'analisi numerica. Viene individuato un rotore ed una tipologia reale di pala "di riferimento". Vengono messe a punto le tecniche di inglobamento e valutate sensibilità, affidabilità >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Giuseppe Sala Politecnico di MILANO
Obiettivo del Programma di Ricerca
Il presente progetto di ricerca vede cinque UO affrontare congiuntamente il problema del monitoraggio del comportamento strutturale, in particolare dell'eventuale danneggiamento, che rappresenta una delle problematiche di maggior interesse nel campo delle costruzioni aerospaziali.
Infatti, la capacità di determinare il danno strutturale e di valutarne le conseguenze sulla sicurezza del volo consente di passare da una strategia di manutenzione programmata ad una di manutenzione "on condition". Tale strategia di manutenzione può consentire il risparmio di numerose attività di manutenzione, che costituiscono una voce molto significativa del "life cycle cost". Una seconda importante considerazione è relativa al fenomeno dell'invecchiamento delle flotte dei velivoli, o in altri termini, dell'"ageing aircraft". L'estensione della vita di questi, mantenendo condizioni di sicurezza immutate e senza sensibili aumenti dei costi di manutenzione, è un obiettivo ambizioso, il cui raggiungimento porterebbe notevoli benefici economici alle compagnie aeree. Più recentemente, anche in conseguenza del drammatico incidente occorso alla navetta spaziale Challenger, questa tematica ha assunto un’importanza imprescindibile pure nel settore spaziale.
Nel consorzio di UO sono rappresentati di fatto tutti i dipartimenti di ingegneria aerospaziale esistenti in Italia ed operanti nel campo delle strutture aeronautiche e spaziali. Inoltre >>>

Risultati parziali attesi
Il presente progetto di ricerca, pur essendo estremamente focalizzato verso le tecniche di monitoraggio strutturale delle strutture aerospaziali, è altresì estremamente articolato e vede il coinvolgimento diretto di 5 Unità Operative, ciascuna delle quali ha strutturato il proprio programma di lavoro in diversi filoni, secondo un approccio multi-disciplinare. Da tutto ciò discende una diversificazione dei risultati attesi, che sono interdipendentii all’interno delle singole U.O., ma spesso anche sinergisticamente interallacciati tra diverse U.O.. Per questo motivo, i risultati sono di seguito riportati in maniera analitica per ciascuna U.O., mettendo in evidenza ove necessario i collegamenti interni ed esterni.
I risultati attesi dall’ U.O. che si propone di sviluppare e mettere a punto un sistema di monitoraggio del danneggiamento strutturale basato su sensori "robusti" di costo ragionevole, di semplice installazione (specificatamente strain-gauges e piezoelettrici), basato sulla tecnologia wireless sono elencati qui di seguito:
• codice di calcolo capace di fornire indicazioni sui parametri di danneggiamento strutturale in 3D, per materiali metallici ed in composito;
• codice di calcolo per la valutazione della risposta dei sensori (esterni o embedded) applicati sulla struttura;
• strumento di simulazione del comportamento della struttura "sensorizzata" - danneggiate o non -, per effetto dei carichi dovuti alla normale >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Il monitoraggio del comportamento strutturale, in particolare dell'eventuale danneggiamento, rappresenta una delle problematiche di maggior interesse nel campo delle costruzioni aerospaziali.
Infatti, la capacità di determinare il danno strutturale e di valutarne le conseguenze sulla sicurezza del volo consente di passare da una strategia di manutenzione programmata ad una di manutenzione "on condition". Se si considera che nelle manutenzioni programmate il numero dei danneggiamenti rilevati sono in numero estremamente limitato, come del resto consegue dai criteri di progetto generalmente utilizzati - in particolare la "durability" - risulta evidente come una strategia di manutenzione "on condition" può consentire il "risparmio" di numerose attività di manutenzione, che costituiscono una voce molto significativa del "life cycle cost". Una seconda importante considerazione è relativa al fenomeno dell'invecchiamento delle flotte dei velivoli, o in altri termini, dell'"ageing aircraft", [Noor, 2000]. Se, infatti, la domanda di trasporto per via aerea cresce con tassi considerevoli, e corrispondentemente la domanda di nuovi vettori anche di dimensioni significative, rimangono però operativi un grande numero di aerei oramai prossimi al raggiungimento del termine della loro vita di progetto. L'estensione della vita di questi, mantenendo condizioni di sicurezza immutate e senza sensibili aumenti >>>