Ottimizzazione dei sistemi ad assorbimento di energia di impatto negli elicotteri

This thesis exposes a multibody modeling technique for the study of the passive safety of helicopter structure in the condition of vertical impact. The development of numerical models and related simulations has been done with the code MUSIAC (Multi Scale Impact and Crash): software designed to solve dynamic problems and crashes with multibody models. The adoption of this technique has allowed to achieve several advantages including simplification of the problem by reducing the degrees of freedom and the substantial reduction of the calculation time required for studying the dynamics of the typical phenomena of impact. This model was then used for the realization of sensitivity analysis and for the optimization of the structural design, through a second dedicated code called NEXUS. The novelty of this work lies in optimizing simultaneously all the energy absorbers commonly found in helicopters, with the aim of minimizing the forces transmitted to occupants as a result of a crash.

Nel presente lavoro di tesi viene esposta una tecnica di modellazione multi corpo per lo studio della sicurezza passiva di una struttura elicotteristica nella condizione di impatto verticale. Per lo sviluppo dei modelli numerici e le relative simulazioni si è fatto uso del codice MUSIAC (Multi Scale Impact and Crash): un software ideato per la risoluzione di problemi dinamici e di crash con modelli multibody. L’adozione di questa tecnica ha permesso di conseguire diversi vantaggi tra cui la semplificazione del problema attraverso la diminuzione dei gradi di libertà e la riduzione consistente dei tempi calcolo richiesti per studiare la dinamica tipica dei fenomeni di impatto. Tale modello è stato infine utilizzato per la realizzazione di analisi di sensitività e per l’ottimizzazione del progetto strutturale, attraverso un secondo codice dedicato denominato NEXUS. La novità di questo lavoro risiede nell’ottimizzazione simultanea di tutti i dispositivi addetti all’assorbimento di energia normalmente presenti negli elicotteri, col fine di minimizzare le forze trasmesse agli occupanti a seguito di crash.