Studio Numerico e Sperimentale di uno Yacht a Vela, assistito dall'Impiego di Estensimetri

Questo studio è stato condotto nell'ambito delle attività di ricerca concernente la progettazione e costruzione di piccoli yacht a vela (LED - Linen Epoxy Dinghy / Dinghy a Lenzuolo Epossidico), svolte presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica, Gestionale, Informatica e Meccanica dell'Università di Palermo, in cooperazione con la Facoltà di Ingegneria e Architettura dell'Università di Enna "Kore". Lo scopo era quello di valutare il campo di deformazioni di uno yacht a vela del tipo SKIFF da 15" usando gli estensimetri, e confrontando la valutazione sperimentale con la previsione ottenuta impiegando il Metodo ad Elementi Finiti (FEM). 

Applicando il sistema di carico, i risultati FEM ottenuti dalla simulazione numerica preliminare identificarono le zone con la deformazione più critica, localizzate nello scafo (fig.1), e nei rinforzi trasversali e longitudinali (fig.2). Il materiale dello scafo è una particolare struttura a sandwich composta da fasciame laminato di Flax Reinforced Plastic e da agglomerato di sughero come parte interna (nucleo). I componenti di deformazione furono misurati sul fasciame interno mediante rosette trigriglia HBM tipo RY81-6/350, ed una rosetta per la compensazione termica. Furono anche considerate le zone di massima deformazione normale sugli irrigidimenti trasversali e longitudinali (di compensato marino),  installando quattro estensimetri monogriglia HBM del tipo LY11-6/350 ed un ER di compensazione termica

Fig. 1
Fig. 2

Ogni singola griglia di ciascuna installazione di ER fu cablata utilizzando lo schema a 4 fili, protetta con vernice al poliuretano tipo PU140 e da uno strato di gomma al silicone tipo SG250, entrambi prodotte dalla HBM (figg.3 e 4).

La configurazione del carico fu riprodotta in laboratorio, simulando lo scenario di carico agente sull'imbarcazione durante le tipiche condizioni di navigazione (fig.5).

La misurazione dei segnali degli estensimetri fu effettuata usando ponti di Wheatstone. I segnali acquisiti, campionati in un periodo temporale sufficiente ad ottenere un comportamento stabilizzato, furono poi elaborati per ottenere il completo stato di deformazione e confrontarlo con gli equivalenti risultati numerici FEM.

Il confronto fra i risultati sperimentali e quelli numerici fu molto soddisfacente, consentendoci di concludere che il modello FEM era affidabile. Inoltre, la fiducia ottenuta concernente l'affidabilità dei dati misurati, ha aperto la strada ad una campagna sperimentale di misurazioni in loco, durante le reali condizioni di navigazione. Tale procedura richiederà il collegamento di un sistema di acquisizione e controllo degli estensimetri con un transponder ed un GPS.

Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5

Il Cliente

Università di Palermo

I ricercatori:

  • Prof. Antonio Mancuso
  • Prof. Giuseppe Pitarresi
  • Sig. Giovan Battista Trinca

Università di Enna Kore

I ricercatori:

  • Prof. Davide Tumino
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