Il presente lavoro, svolto in collaborazione con l’azienda P.V.S. Pennelli Veicoli Speciali che opera nella Zona Industriale di Bari e costruisce veicoli speciali destinati al trasporto di materiali pericolosi, presenta i risultati della riprogettazione e ottimizzazione strutturale di una cisterna montata su semirimorchio. Il design originale della struttura è ridondante in termini di spessori e collegamento cisterna-telaio. Allo scopo, si sono utilizzate tecniche di ottimizzazione di forma e spessore, basate su una combinazione di metodi gradient based e response surfaces. Nel processo di ottimizzazione sono state riscontrate e risolte diverse problematiche connesse con la necessità di uno studio dettagliato della risposta strutturale sotto molteplici condizioni di carico (statico, forze d’inerzia, vibrazioni, etc.), l’obbligo di adattare il progetto alle specifiche normative che regolano la costruzione di ogni componente (cisterna, telaio, organi accessori, ecc.) ed, infine, con la complessità del “sistema” autocisterna. Il modello FEM del veicolo di partenza è stato validato sperimentalmente e poi progressivamente modificato al fine di ridurre il peso complessivo della struttura. Alla fine dei vari cicli di ottimizzazione é stato possibile ridurre il peso complessivo del veicolo di circa mezza tonnellata aumentando così in maniera significativa la capacità di trasporto dell’autocisterna. ***This paper deals with structural optimization and re-design of a tank vehicle for the carriage of dangerous goods. The work presented here has been carried out jointly by Politecnico di Bari and a local company - P.V.S. Pennelli Veicoli Speciali - specialized in the construction of special vehicles. The original design of the analyzed structure seems to be redundant in terms of overall weight and component thicknesses. This fact is particularly evident in the regions where the tank is joined to the chassis. In order to improve the lay-out of the structure, topology and sizing optimization techniques are used in this research. Optimum design is searched by combining gradient based and response surfaces methods. A number of issues have been addressed in the redesign process either to deal with the complexity of the vehicle and the large number of loading conditions acting on it, and the necessity of modifying design following the indications provided by standards. A detailed finite element model of the original vehicle has been developed and then validated experimentally. The model has been progressively modified in order to reduce the total weight of the structure. This process allowed the structural weight to be reduced by about 0.5 ton thus increasing the load carrying capability of the vehicle.

Progettazione ed ottimizzazione strutturale di una cisterna per il trasporto di materiali pericolosi / Casavola, Caterina; Giannoccaro, R; Lamberti, Luciano; Mona, Gn; Pappalettere, Carmine. - (2007).

Progettazione ed ottimizzazione strutturale di una cisterna per il trasporto di materiali pericolosi

CASAVOLA, Caterina;LAMBERTI, Luciano;PAPPALETTERE, Carmine
2007-01-01

Abstract

Il presente lavoro, svolto in collaborazione con l’azienda P.V.S. Pennelli Veicoli Speciali che opera nella Zona Industriale di Bari e costruisce veicoli speciali destinati al trasporto di materiali pericolosi, presenta i risultati della riprogettazione e ottimizzazione strutturale di una cisterna montata su semirimorchio. Il design originale della struttura è ridondante in termini di spessori e collegamento cisterna-telaio. Allo scopo, si sono utilizzate tecniche di ottimizzazione di forma e spessore, basate su una combinazione di metodi gradient based e response surfaces. Nel processo di ottimizzazione sono state riscontrate e risolte diverse problematiche connesse con la necessità di uno studio dettagliato della risposta strutturale sotto molteplici condizioni di carico (statico, forze d’inerzia, vibrazioni, etc.), l’obbligo di adattare il progetto alle specifiche normative che regolano la costruzione di ogni componente (cisterna, telaio, organi accessori, ecc.) ed, infine, con la complessità del “sistema” autocisterna. Il modello FEM del veicolo di partenza è stato validato sperimentalmente e poi progressivamente modificato al fine di ridurre il peso complessivo della struttura. Alla fine dei vari cicli di ottimizzazione é stato possibile ridurre il peso complessivo del veicolo di circa mezza tonnellata aumentando così in maniera significativa la capacità di trasporto dell’autocisterna. ***This paper deals with structural optimization and re-design of a tank vehicle for the carriage of dangerous goods. The work presented here has been carried out jointly by Politecnico di Bari and a local company - P.V.S. Pennelli Veicoli Speciali - specialized in the construction of special vehicles. The original design of the analyzed structure seems to be redundant in terms of overall weight and component thicknesses. This fact is particularly evident in the regions where the tank is joined to the chassis. In order to improve the lay-out of the structure, topology and sizing optimization techniques are used in this research. Optimum design is searched by combining gradient based and response surfaces methods. A number of issues have been addressed in the redesign process either to deal with the complexity of the vehicle and the large number of loading conditions acting on it, and the necessity of modifying design following the indications provided by standards. A detailed finite element model of the original vehicle has been developed and then validated experimentally. The model has been progressively modified in order to reduce the total weight of the structure. This process allowed the structural weight to be reduced by about 0.5 ton thus increasing the load carrying capability of the vehicle.
2007
Progettazione ed ottimizzazione strutturale di una cisterna per il trasporto di materiali pericolosi / Casavola, Caterina; Giannoccaro, R; Lamberti, Luciano; Mona, Gn; Pappalettere, Carmine. - (2007).
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11589/18863
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