Analisi sperimentale e numerica della sicurezza passiva di un moderno sottopavimento di elicottero

The staged work started with the experimental tests on a single intersection ending on a whole section of subfloor and a complete vertical test with a helicopter seat and AT dummy. The parallel development of a robust numerical model was conducted to reduce the number of tests required for validation of different design solutions. The numerical models were developed and analyzed with the explicit finite element solver LS-DYNA. LS-DYNA is a multidisciplinary finite element code (both explicit and implicit time integration) used to simulate and analyze highly nonlinear physical phenomena usually characterized by large displacements, high deformation rate and contacts, such as crashes, drop tests and impacts. LS-DYNA is worldwide recognized as a standard in passive safety analysis for its accuracy, stability and run-time optimization. The innovation of this work lies in the development of the experimental test and its correlation with a numerical model of the subfloor, seat and dummy, which was never realized this way.

La tesi di seguito presentata descrive il lavoro svolto in collaborazione con AgustaWestland, sullo studio delle prestazioni di sicurezza passiva di un moderno sottopavimento elicotteristico. Il lavoro si è volto per passi successivi partendo dalle prove sperimentali su elemento caratteristico, proseguendo con prove su intere sezioni di sottopavimento concludendo poi con una prova verticale su una sezione di sottopavimento con sedile e manichino. Parallelamente per ogni prova è stato sviluppato un modello numerico robusto che permettesse in futuro di diminuire il numero di prove sperimentali necessarie per validare differenti soluzioni progettuali. Per lo sviluppo dei modelli numerici e le relative simulazioni si è fatto uso del codice ad elementi finiti LS-DYNA: un codice multidisciplinare (sia ad integrazione temporale esplicita che implicita) adatto a simulare ed analizzare fenomeni fisici altamente non lineari derivanti da problemi propri del mondo reale, solitamente caratterizzati da grandi deformazioni, rapide variazioni di sforzo e contatti dinamici, come ad esempio i fenomeni di crash. Per la stabilità e la robustezza numerica del solutore, per l’accuratezza dei risultati e per i tempi di calcolo fortemente ridotti LS-DYNA è largamente impiegato e riconosciuto a livello mondiale come uno dei codici di calcolo di riferimento fin dai primi anni ’70 per le analisi di crash, drop test ed impatto. La novità di questo lavoro risiede proprio nello sviluppo della prova sperimentale e la relativa correlazione di un modello numerico della sezione di sottopavimento con sedile e manichino, mai stata realizzata con queste modalità.