La sfida

Il progetto ha richiesto un’ottimizzazione strutturale della monoscocca in composito di una supercar, con l’obiettivo di migliorare l’efficienza rigidezza-peso senza snaturare la filosofia costruttiva esistente. La sfida ingegneristica non era “solo” ridurre massa, ma farlo mantenendo inalterato il comportamento globale in torsione e garantendo al tempo stesso coerenza tra le varie zone funzionali della scocca, come moduli principali, longheroni laterali, tunnel e aree di attacco dei sottosistemi. L’attività è stata impostata su una caratterizzazione iniziale tramite simulazioni FEM e su una successiva fase di ottimizzazione del layup, trattando come variabili progettuali il numero di pelli, il tipo di rinforzo (tessuti e unidirezionali), le orientazioni ammissibili e la distribuzione locale degli spessori, sempre con criteri compatibili con produzione e stampi. Un aspetto chiave è stato l’approccio “a scenari”: oltre a una soluzione massimamente prestazionale, sono state esplorate configurazioni più bilanciate e più orientate alla semplificazione, così da offrire alternative realistiche in funzione delle priorità del costruttore (prestazione assoluta, facilità produttiva, robustezza del processo). In questo tipo di scocche, tipiche del motorsport e delle hypercar, la laminazione è parte integrante del progetto strutturale: per questo l’ottimizzazione deve restare fisicamente sensata, evitare angoli poco gestibili e rispettare le logiche di deposizione e consolidamento, altrimenti il risultato “ottimo” resta solo numerico.

Il nostro contributo

SmartCAE ha gestito l’intero percorso dalla messa a punto del modello di calcolo alla definizione di proposte di laminazione ottimizzate e confrontabili tra loro. Siamo partiti dalla geometria CAD disponibile, dai dati dei materiali e dalla sequenza di laminazione esistente, per costruire un modello FEM dedicato alla valutazione della rigidezza torsionale con condizioni al contorno rappresentative di un test di riferimento in stile motorsport, così da ottenere una base oggettiva di confronto e indirizzare correttamente le modifiche. Successivamente abbiamo combinato due modalità complementari: da un lato un’ottimizzazione “knowledge-based”, guidata da indicatori come distribuzione dell’energia di deformazione e lettura delle direzioni principali di sforzo/deformazione, molto efficace quando servono rinforzi localizzati e “intelligenti”; dall’altro una strategia semi-automatica di tipo parametrico, utile per razionalizzare stacking sequence e spessori mantenendo vincoli industriali (materiali invariati, angoli standard, compatibilità con la scomposizione in stampi e con la maneggevolezza dei pre-preg). Questo modo di lavorare è tipico dei programmi motorsport, dove la qualità del risultato dipende tanto dall’algoritmo quanto dall’interpretazione ingegneristica e dalla disciplina di progetto: ogni proposta è stata quindi verificata, letta criticamente e ricondotta a una laminazione realmente producibile, riducendo complessità dove possibile e introducendo rinforzi mirati solo dove necessario. Il risultato è stato un set di soluzioni coerenti, che dimostra come una scocca già molto performante possa essere ulteriormente affinata attraverso una gestione esperta dei compositi, trasformando l’analisi numerica in scelte progettuali concrete.

I benefici per il cliente

Per un costruttore di supercar, affidare a SmartCAE attività di ottimizzazione su strutture in composito significa ottenere un percorso chiaro, tracciabile e orientato a decisioni reali, non a “risultati da report” difficili da trasferire in officina. Il primo beneficio è la riduzione del rischio tecnico: la rigidezza torsionale viene controllata con un metodo ripetibile e comparativo, e le modifiche di layup vengono validate con la stessa logica con cui la scocca verrà qualificata. Il secondo beneficio è la capacità di gestire il compromesso prestazione-industrializzazione, che nel composito è decisivo: una laminazione troppo complessa può aumentare scarti, tempi ciclo e sensibilità all’operatore, mentre una laminazione razionalizzata migliora robustezza di processo e ripetibilità, con vantaggi diretti su costi e time-to-market. Il terzo beneficio è l’accesso a un know-how tipicamente motorsport: scelta ragionata tra tessuti e unidirezionali, inserimento di rinforzi locali senza “appesantire” l’intero componente, controllo delle direzioni fibra in funzione dei flussi di carico, e attenzione alle interfacce strutturali che spesso diventano i veri colli di bottiglia. Infine, l’approccio a più soluzioni alternative permette al cliente di decidere consapevolmente in base alle priorità del programma, mantenendo una base ingegneristica solida e pronta per le fasi successive di dettaglio e di validazione.