ing. stefano odorizzi - enginsoft · the take over of fluent inc. by ansys inc. will be discussed...

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The time of the October 2007 issue of the Newsletter, sees ourteams at EnginSoft strongly engaged in the preparation andfinalization of our annual CAE Users’ Meeting which is nowapproaching fast.

The overwhelming response we received to date from ourcustomers and partners reinforces the trend we have experiencedin past years. We are delighted to welcome more than 400participants, including 100 speakers whose contributions haveenabled us to create an outstanding conference program. Morethan 60 posters will be presented in the poster session, and over25 exhibitors and sponsors use the event as a platform toshowcase their state-of-the-art products and services. Both conference days will be opened by keynote speakers froma variety of sectors from Italy, Europe and the US. The selectedkeynote topics underline the motto of the event - Priorities andChallenges - and provide a broad overview of CAE Technologiesas they are used and required by industry today. Our KeynoteSpeakers will outline and reflect how Priorities and Challengesare perceived and expressed by industry, the scientificcommunity, software producers and by market leaders.

EnginSoft’s CAE Users’ Meeting 2007 is worth attending for allinterested in the CAE market and its trends and evolution. Beinga Users’ Meeting in the true sense of the word, the event willprovide Users with insights, enhancements and benefits of theANSYS, ANSYS CFX, Fluent, LS-DYNA, FORGE, MAGMASOFT andmodeFRONTIER products. A separate session will be dedicated toHPC featuring contributions from the key players in this field.The take over of Fluent Inc. by ANSYS Inc. will be discussed bythe parties involved; specifically, in Italy, EnginSoft and ANSYSItaly, formerly Fluent Italy, whereas special emphasis will beplaced on explaining the benefits for Users related to the same.It is also on the occasion of the conference that EnginSoft willstart an important and widespread surveying initiative. Togetherwith ANSYS Italy, we will encourage our audience to participatein our Survey no 1 on Simulation Based Engineering – The Needsof Industry and Academia. This issue of the Newsletter alsoprovides all pages of the Survey as well as further informationon this initiative.

Furthermore, in this issue, the traditional columns provide ourreaders with news and topics, such as:

• EnginSoft becomes a Corporate Member of the EuropeanSociety of Biomechanics and intensifies its collaborationwith the CSAI, University of Milan, Bicocca. ESTECO GmbHnow supports GACM, the German Association forComputational Mechanics as a Corporate Member

• Alumotive 2007 - EnginSoft presents 8 papers, and acts assponsor and exhibitor. 2nd Conference on “Lightness, highperformances and cost reduction in industrial sheet metalproduction” – our presence comprises a stand in the exhibi-tion area and the presentation of a paper. ATA Meeting

“Riding the Future”- EnginSoft givessupport as a mem-ber of the organi-sing committee

• A unique and rareinterview with PieroFerrari, the son ofEnzo Ferrari andPresident of FerrariHPE

• Sub-modelling andsub-structuring viaAnsys-WORKBENCH,the new vision of vir-tual designing of for-ming processes inFORGE 2007. ES-KMS, a new set of tools to help companiesin their transition towards knowledge-based organisations,the collaboration with DatapointLabs leading to EnginSoft’srole as distributor for the TestPaks product range in Italy

• Case histories, such as: Piaggio’s development of the new750cc twin engine for the latest Aprilia Shiver motorbike,Bugatti Autoricambi’s experience with MAGMASOFT as well asthe SCM fonderie testimonial

• As corporate news, the recent acquisition of shares in OzenEngineering Inc., California’s sole distributor and consultantfor Pennsylvania-based ANSYS simulation software

• Research: Advances of the STAR project, an initiative in theaeronautic sector

• Book reviews: Professor David Taylor’s Theory of CriticalDistances offers new perspectives in fracture mechanics

• The modeFRONTIER section features for example anotherarticle on the basics of the technology, this time on PIDO,as well as a gallery of industrial cases in biomedical enginee-ring and the calendar of modeFRONTIER events throughoutEurope.

EnginSoft is also sponsoring sports, such as Nordic Walking,as our Users’ Meeting audience will notice when completingour Survey or football. To support sports and to help ourcommunity to stay in shape, we look closer at variouspossibilities for sponsorships. Recently, EnginSoft hasbecome the first sponsor of a ‘girone B female football team’. An inspiring photo of the team can be found in this issue,we hope it will inspire also others to support youth, healthand sports and hence also the future of innovation.

The editorial team and EnginSoft look forward to the pleasureof welcoming our readers to Villa Caroli Zanchi in Stezzanoon 25th and 26th October 2007.

Stefano Odorizzi Editor in chief

Ing. Stefano OdorizziGeneral Manager EnginSoft

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 3

EnginSoft Flash

6 Tecniche avanzate di analisi in ANSYS WORKBENCH

9 FORGE2007 Le novità dell’ultima release

12 EnginSoft USERS’ MEETING 2007 - Le Tecnologie CAE

nell’industria - Priorità e Sfide

13 EnginSoft USERS’ MEETING 2007 - CAE Technologies

for Industry - Priorities and Challenges

14 EnginSoft ad Alumotive 2007 Anticipazioni

15 3° Convegno ATA - Cavalcando il Futuro

15 EnginSoft al II° Congresso Lamiera

16 No shivers while developing the Shiver

18 Intervista all’Ing. Piero Ferrari, Presidente HPE

19 K.J. Bathe Award for the Best Paper by a Young

Researcher in the Field of Computational Engineering

20 La simulazione con MAGMASOFT ci ha migliorato

22 Virtual Prototyping: Ma cosa è?

23 EnginSoft sponsorizza lo sport in trentino

24 ES_KMS: un nuovo strumento di EnginSoft per la “cattura”

e la gestione del know-how aziendale delle PMI

26 EnginSoft diventa azionista di Ozen Engineering Inc.

28 STAR (Simulation Technology Aeronautic Research)

30 Università-Industria: Sintesi della presentazione dei risultati

del Questionario 2007

32 L’accordo di EnginSoft con il CSAI di Milano Bicocca

prelude a nuovi, importanti sviluppi applicativi

34 The Theory of Critical Distances: A Useful Tool for Failure

Prediction

36 DatapointLabs and EnginSoft launch collaboration to

market TestPaks® in Italy

37 Nasce Assomotoracing: la Storia, i Personaggi, le

Innovazioni della Tecnica del Motorismo da Competizione

4 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

Sommario - Contents

42

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9

20

46

SO

FT

WA

RE

EV

EN

TI

Newsletter EnginSoftAnno 4 n° 3 - Autunno 2007Per ricevere gratuitamente una copia delle pros-

sime Newsletter EnginSoft, si prega di contattare

il nostro ufficio marketing:

[email protected]

Tutte le immagini utilizzate sono protette da copy-

right. Ne è vietata la riproduzione a qualsiasi tito-

lo e su qualsiasi supporto senza preventivo con-

senso scritto da parte di EnginSoft.

PubblicitàPer l’acquisto di spazi pubblicitari all’interno della

nostra Newsletter si prega di contattare l’ufficio

marketing: [email protected]

EnginSoft S.p.A.

24124 BERGAMO Via Galimberti, 8/D Tel. +39 035 368711 • Fax +39 035 362970

50127 FIRENZE Via Panciatichi, 40Tel. +39 055 4376113 • Fax +39 055 4223544

35129 PADOVA Via Giambellino, 7 Tel. +39 49 7705311 • Fax 39 049 7705333

72023 MESAGNE (BRINDISI) Via Marconi, 207Tel. +39 0831 730194 • Fax +39 0831 730194

38100 TRENTOfraz. Mattarello - via della Stazione, 27Tel. +39 0461 915391 • Fax +39 0461 979201

www.enginsoft.it e-mail: [email protected]

SOCIETÀ PARTECIPATECOMPANY INTERESTS

ES.TEC.O.34016 TRIESTE Area Science Park • Padriciano 99 Tel. +39 040 3755548 • Fax +39 040 3755549www.esteco.it

CONSORZIO TCN 38100 TRENTO Via Malfatti, 21 Tel. +39 0461 915391 • Fax +39 0461 915926www.consorziotcn.it

ESTECO GmbH - GermanyESTECO UK - United KingdomESTECO France - FranceESTECO Nordic - SwedenAperio Tecnologia en Ingenieria - Spainhttp://network.modefrontier.eu

ASSOCIAZIONI PARTECIPATEASSOCIATION INTERESTS

NAFEMS Internationalwww.nafems.itwww.nafems.org

TechNet Alliancewww.technet-alliance.com

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 5

Prossimi appuntamenti 2007

Di seguito i principali eventi in programma per i prossimi mesi. Sul sito web www.enginsoft.it/eventi2008 troverete presto informazioni sugli eventi EnginSoft 2008.----------------------------------------------------------------------------------Alumotive 2007Modena 18-20 Ottobre----------------------------------------------------------------------------------EnginSoft CAE Users’ Meeting 2007 Le tecnologie CAE nell’industria Stezzano (BG) 25-26 Ottobre----------------------------------------------------------------------------------Integrazione multidisciplinare ed ottimizzazione multiobiettivo:opportunità e benefici dell’utilizzo di sistemi esperti per lo sviluppo prodotto nell’industria automotiveModena 30 Ottobre------------------------------------------------------------------------------Congresso LamieraAssago (MI) 21 Novembre ----------------------------------------------------------------------------------

Per ulteriori informazioni:Luisa Cunico - Responsabile [email protected]

38 Gruppo SCM: innovazione fin dalla fonderia

40 NewFrontier e QSPortal

41 Research Directions in Computational Mechanics

42 modeFRONTIER: Successful technologies for PIDO

46 The impact of multi-objective numerical optimization in

Biomedical Engineering: a gallery of industrial cases

49 European Society of Biomechanics

50 Expert system for the optimization of bridge orthotropic

deck plates

53 modeFRONTIER Event Calendar

54 ANSYS Conference & 25TH CADFEM Users’ Meeting

54 EnginSoft welcomes Giorgio Buccilli as

Chief Operating Officer

54 GACM welcomes ESTECO GmbH as Corporate Member

55 Simulation Based Engineering - The Needs of Industry

and Academia

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Tecniche avanzate di analisi quali ilsub-modeling ed il sub-structuringsono generalmente dominio di utentidi ANSYS classico.Si discute qui di un problema concre-to, in cui entrambe le tecniche sonostate impiegate lavorando in ambien-te WORKBENCH. I risultati sono inco-raggianti, e suggeriscono l’utilizzo diquesti metodi particolari in problemianaloghi, specie se ricondotti a mo-delli di grandi dimensioni.

Sub-modelingIn ambito strutturale, questa tecnicapermette di studiare dettagli localiche, se trattati con la precisione do-vuta entro il modello complessivo,porterebbero quest’ultimo a dimen-sioni proibitive.La tecnica consiste, praticamente, nel

desumere dal modello complessivo –la cui discretizzazione è normalmentemeno fitta – gli spostamenti al con-torno del dettaglio locale che si vuo-le analizzare in modo più preciso. Talispostamenti sono poi imposti al con-torno del dettaglio locale, discretiz-zato in modo fine, intervenendo, ovenecessario, con interpolazione.In ANSYS questa tecnica non è limi-tata al campo strutturale: nel caso dianalisi termiche, ad esempio, può es-sere applicata al dettaglio locale (edivi interpolata) la mappa di tempera-ture derivante da analisi termo-flui-dodinamiche.

Sub-structuringIl sub-structuring applica la tecnicadella condensazione statica ad ungruppo di elementi prescelto, espri-mendo i gradi di libertà di alcuni no-di, in funzione di altri selezionati acostituire una sorta di super-elemen-

to, e quindi, in definitiva, riducendoil numero di gradi di libertà del siste-ma finale assemblato.Le due tecniche hanno ambiti appli-

cativi e finalità diverse. Sono acco-munate, sul piano pratico, perchéconsentono di limitare il numero del-le equazioni dei sistemi finali assem-blati, adeguando, quindi, le dimen-sioni dei modelli via via trattati allacapacità dell’hardware disponibile.È vero che la potenza dell’hardware adisposizione è rapidamente crescen-te; è vero anche che esiste un teore-ma (il teorema di Gauss) che indicacome il numero di operazioni neces-sarie per risolvere un sistema diequazioni non varia se esso viene ma-nipolato attraverso operazioni dicondensazione statica (anche ricorsi-va); è vero, però, che la facilità, og-gi, di importare modelli dal CAD, e direalizzare automaticamente la discre-tizzazione, porta rapidamente a di-mensioni comunque difficili da gesti-re. È vero anche che un’intelligenteorganizzazione dell’analisi mediantesottostrutturazione e/o sub-model-ling (tecnica nota anche col nome di

‘zooming strutturale’) può portarevantaggi considerevoli nel caso leanalisi vengano ripetute e/o si agiscamodificando, di volta in volta, solodettagli locali del modello.Operativamente, l’integrazione dellesuddette tecniche avviene tramitel’inserimento di appositi script inAPDL (ANSYS Parametric DesignLanguage) nell’albero di progetto diWORKBENCH.

Descrizione del problemaEntrambe le tecniche sono state im-plementate su un modello rappresen-tante un serbatoio in pressione (fig.1).L’analisi ha contemplato due diversesituazioni di carico:• sollecitazione statica del serbato-

io in condizioni di esercizio converifica del cordone di saldaturadella connessione flangiata allavalvola di sovrapressione;

• analisi armonica legata alle for-zanti generate dal mezzo di tra-sporto sul serbatoio vuoto.

Nel primo caso è stata utilizzata latecnica del sub-modeling: il sottomo-dello, fig. 2, è stato ottenuto isolan-do un’opportuna porzione dal model-lo globale.

6 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

Tecniche avanzate di analisi in ANSYS WORKBENCH

Fig. 1

Tecniche di sub-modelling e sub-structuring in ambienteANSYS WORKBENCH

Fig. 2

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 7

Nel secondo caso, la tecnica del sub-structuring è stata implementata pervalutare il comportamento di un at-tuatore, montato a sbalzo suun’estremità flangiata, quando il ser-batoio è sollecitato da una forzantetrasmessa dagli appoggi durante iltrasporto.Si accenna brevemente ai passi ese-guiti nello svolgimento dell’ analisi.

STEP 1: modellazione CADLa geometria dell’insieme serbatoio-attuatore è stata importata dal CADnativo in Design Modeler, tramite ap-posito plug-in, per eseguire alcunenecessarie operazioni di defeaturing,creazione di multi-body part relativa-mente alla definizione del modellocoarse e per operare gli opportuni ta-gli per l’identificazione del modellofine. Successivamente, i due modellisono stati importati in DesignSimulation.Le capabilities di interfaccia CAD-CAEsono a disposizione della quasi tota-lità dei CAD in commercio.

STEP 2: analisi statica, simulazione sul modello globaleNell’ambiente di simulazione si è pro-ceduto al meshing e alla verifica deicontatti generati automaticamente.In figura 3 si riporta la mesh del mo-dello coarse.Il modello è stato caricato applican-do una pressione interna e l’accelera-zione di gravità. La simulazione dell’intero assieme

fornisce lo stato tensionale del mo-dello globale; il relativo file di risul-tati è necessario per l’interpolazionedegli spostamenti sui nodi di frontie-ra del sottomodello.

STEP 3: analisi statica, simulazione sul sottomodelloIl sottomodello è stato ottenuto dalmodello globale attraverso opportuneoperazioni di taglio in DesignModeler: questa procedura assicura lanecessaria continuità geometrica tramodello coarse e sottomodello poichéla sua posizione rispetto al sistema diriferimento globale non viene a mo-dificarsi. Le dimensioni del sottomo-dello hanno consentito di adottareuna mesh particolarmente accuratasul cordone di saldatura (fig. 4), ot-tenuta attraverso gli avanzati algorit-mi di meshing a disposizione inWORKBENCH.I nodi appartenenti alle superfici ditaglio del sottomodello sono chiama-ti nodi di frontiera; la tecnica delsub-modeling consiste nell’assegnarea questi nodi gli spostamenti calcola-ti durante la soluzione del modellocoarse. Il trasferimento degli sposta-menti nodali avviene tramite interpo-lazione e quindi non è necessario chei nodi di frontiera occupino le stesseposizioni spaziali del modello globa-le.Una named-selection contenente lesuperfici di taglio del modello finecostituisce il componente nodale deinodi di frontiera.

L’interpolazione degli spostamenti suinodi di frontiera e l’applicazione de-gli stessi sul sottomodello è stata ef-fettuata inserendo dei semplici scriptin APDL (commands) all’interno del-l’albero di progetto (figura 5).

Command_1: copia e ri-denominazione del file di ri-sultati (rst) del modello glo-bale, inserita a livello di postnell’analisi del modello globaleCommand_2: copia dei fi-le creati nella command_1Command_3: c re a z ionedel file di interpolazione deglispostamenti sui nodi di fron-tiera e assegnazione degli

stessi come file di input

Operando in questo modo, ANSYSWORKBENCH risolve il sottomodelloed esegue il post-processing normal-mente. È buona norma confrontare glistress sulla superficie di confine delmodello fine con quelli calcolati nel-la stessa zona del modello coarse perverificare che le superfici di tagliosiano sufficientemente lontane dallazona di interesse, nel caso in questio-ne il cordone di saldatura.STEP 4: analisi dinamica, simulazionetramite sub-structuring. Un’analisitramite sottostrutturazione richiedel’esecuzione dei seguenti tre passi(fig. 6):1. generazione del super-elemento

(generation pass)2. simulazione con impiego del

super-elemento (simulation pass)3. espansione dei risultati relativi al

super-elemento (expansion pass)

In realtà il terzo punto non è neces-sario qualora, come nel caso in que-stione, il super-elemento sia impie-gato per trasferire i carichi e permantenere le informazioni di massa erigidezza relative ai componenti sot-tostrutturati.Il passo di generazione consiste nel-l’identificare un set di nodi, detti no-di master, rappresentati dai nodi diinterfaccia con gli elementi estraneialla sottostrutturazione e dai nodidestinati a cogliere e descrivere le

Fig. 3Fig. 4

8 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

caratteristiche dinamiche della geo-metria sottostrutturata.L’individuazione di questi ultimi èstata effettuata eseguendo un’analisimodale e scegliendo i nodi masternelle zone soggette a maggior spo-stamento.I componenti dei nodi master sonostati creati tramite apposite namedselection; i nodi master non di inter-faccia appartengono a vertici creatitramite opportuni tagli in DesignModeler.

Appropriate named-selectionindividuano le entità destina-te alla sottostrutturazione. Ilpasso di generazione terminacon la creazione di un file conestensione .sub.Il passo di simulazione crea ilsuper-elemento (type MATRIX50) dal file .sub e procede conil tipo di simulazione impo-stato.

Il passo di generazione e quello disoluzione sono stati implementatitramite appositi script in APDL:Command_4: istruzioni per il pas-so di generazioneCommand_5: istruzioni per il pas-so di simulazione

Operando in questo modo, ANSYSWORKBENCH procede normalmentealla soluzione ed è possibile effettua-re le normali operazioni di post-pro-cessing; le entità sottostrutturate so-no evidenziate da tonalità monocro-matica (fig. 7). Per ulteriori appro-fondimenti si rimanda alla guidaavanzata di ANSYS, capitolo 9.

In conclusioneL’esperienza descritta apre nuovi oriz-zonti per un impiego razionale delleelevate potenzialità di ANSYSWORKBENCH e di un hardware semprepiù evoluto che permette di importa-re nell’ambiente di simulazione mo-delli di grandi dimensioni (dal serba-toio del diametro di 3 metri al cellu-lare completo delle schede elettroni-che) e di procederne al meshing(megaDOF!); tramite le tecniche de-scritte è possibile focalizzare l’analisisui componenti effettivamente og-getto di studio senza rinunciare alcontributo in termini di massa e rigi-dezza dei “componenti al contorno”con conseguente oggettivo migliora-mento dell’approssimazione della si-mulazione.

Per ulteriori informazioni:Ingg. M. Spagnolo, E. D’[email protected]

Fig. 5

Fig. 6

Fig. 7

Fig. 8

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 9

FORGE is dedicated to the simulation ofhot, warm and cold forging of both 3Dparts (such as steering knuckles,crankshafts, twin connection rods, lowerarms, constant velocity joints, bevel gears,aircraft landing gears, fan blades, enginemountings, and wing components and thelike) and 2D geometry parts (such asaxisymmetric revolution parts and partswith high length-to-width ratios, includingcylinders, impacts, extrusions, axles,shafts, gear blanks, rings, fasteners andwire drawing, aircraft disks, blades andwheels, bearing cages, railway wheels).The recent FORGE2007 release of thesoftware, which implements thoroughlythe concept of virtual designing of avariety of forming processes, witnesses thegrowing favour that the technologydeserves by the industry throughout theworld.

È di questi giorni il rilascio, da parte diTransvalor, della nuova versione –FORGE2007 – della tecnologia softwarededicata alla simulazione dei processi diformatura massiva, ad ampio spettro diapplicazione, sia in processi a freddo,che a caldo, di qualunque complessità(e.g. forgiatura multistadio, con cinema-tica di stampi molto complessa – stampiflottanti o precaricati – seguita da raf-freddamento, tranciatura bave e tratta-menti termici).

FORGE 2007®, evoluzione sostanzialedella precedente versione FORGE2005®,presenta miglioramenti sostanziali,dettati da una razionale implementa-zione di quanto gli oltre 200 utilizzato-ri industriali della tecnologia hanno se-gnalato in relazione a specifiche esi-genze dei loro processi. Si descrivonobrevemente nel seguito le novità dellanuova versione.

InstallazioneLa procedura di installazione è stata pro-fondamente modificata grazie a FLEXnet

Publisher Licensing Toolkit diMacrovision. Oltre all’installazione tradi-zionale su singolo PC, ora è possibile in-stallare la versione client\server con piùclient connessi allo stesso server di cal-colo. Tale configurazione permette unagestione più agevole degli aggiornamen-ti dei client ed in futuro renderà possi-bile la gestione di licenze floating.Grazie allo stesso strumento diMacrovision anche l’installazione di clu-ster di PC in ambiente windows o linuxdiviene facile e naturale.

La “Progettazione Sperimentale delProcesso”, un nuovo, potente approc-cio alla simulazione di processoFORGE 2007 introduce il nuovo concettodi “Progettazione Sperimentale delProcesso”. In relazione a questo approc-cio si definiscono dapprima tutti i singo-li passaggi di deformazione e di transi-zione, e questi vengono poi collegati inuna sequenza logica, che il programmacalcola automaticamente dall’inizio allafine. Questo nuovo approccio consentedi gestire in modo molto più efficientedel passato sequenze dove le modifiche

vengano inserite nelle stazioni interme-die, rendendo possibile derivare un ramomodificato in qualsiasi posizione dellasequenza impostata. La nuova imposta-zione ha reso necessario, ovviamente,modificare radicalmente tutte le se-zioni dei programma, come di seguitoindicato.

1. Pre-processoreLa scheda di progetto è stata modificataper consentire l’impostazione e la ge-stione dei rami delle sequenze. Il proble-

ma principale di non conoscere, in fasedi preparazione del progetto, il risultatofinale di ogni step prima di impostarecorrettamente il successivo è stato risol-to attraverso uno strumento di “pre-view” della forma finale, con la creazio-ne di una geometria approssimata chepuò essere utilizzata per definire la po-sizione iniziale dell’operazione successi-va. Grazie a questo strumento è possibi-le inoltre gestire in modo corretto anchetutte le transizioni tra le operazioni,quali traslazioni\rotazioni, raffredda-menti\riscaldamenti.

FORGE2007Le novità dell’ultimarelease

Sarà presentata allo User Meeting EnginSoft la nuovarelease FORGE2007, ricca di importanti novità.

Alcuni processi simulabili - stampaggio a freddo acciaio e fibratura, cross-rolling, stampaggio acaldo acciaio, tranciatura, trattameto termico di tempra

2. SolutoreÈ stata completamente rivista la proce-dura di soluzione: ora viene lanciato nonpiù il calcolo di una singola operazione,ma una sequenza di simulazioni. Di con-seguenza, tutti gli strumenti per preve-dere i tempi di soluzione e consentire lagestione dei progetti sono stati rivisti,con la possibilità ora di ripartire il cari-co di lavoro su più elaboratori eventual-mente collegati in strutture a cluster.3. Post-processoreAnche il modo di visualizzare i risultatinel post-processore è stato modificato:ora è possibile caricare una intera se-quenza ciccando sul nome del progettoed avere visualizzate tutte le singoleoperazioni.

In conclusione, questo nuovo approccioconsente una gestione molto più agevo-le delle sequenze di operazioni, con im-portanti risparmi nel tempo di imposta-zione delle analisi ed una gestione mol-to più efficace delle risorse di calcoloattraverso le nuove procedure di lanciodelle sequenze in batch.Questo, in sintesi, quanto offerto dallanuova release del programma. In mag-gior dettaglio, si propongono le informa-zioni seguenti.

Un deciso miglioramentodel motore di calcoloLo sviluppo del motore di cal-colo di FORGE ha riguardatoprincipalmente l’introduzionedi un nuovo approccio allavalutazione dei contatti congli stampi ed ai contatti ma-teriale-materiale. Per il primoaspetto, il contatto pezzo-stampo, ora il software con-sente di valutare corretta-mente la formazione di sac-che di gas\lubrificanti e la lo-ro successiva chiusura, con laformazione di difetti superfi-ciali e di valutare l’effetto difori creati ad-hoc negli stam-pi per evacuare l’aria. Perquanto riguarda invece il con-tatto materiale-materiale èora possibile valutare in mo-do corretto la formazione diripieghe, delle quali viene te-nuta traccia durante tutto ilprocesso di deformazione.

Nelle analisi assialsimmetriche, dovel’opzione di contatto materiale-materia-le era già presente, è stato introdotto ilmetodo finora applicato nel 3D, con lapossibilità di avere nei risultati un mar-catore in grado di evidenziare le zonedove è possibile la ripiega di materiale.Sempre in termini di miglioramento diefficienza complessiva del solutore, sonostate modificate la procedura per il re-meshing di più stampi deformabili, conla riduzione delle interfacce da calcola-re, ed il passo di calcolo delle sollecita-zioni sugli stampi, con un significativocalo del tempo necessario per il calcolo.Un altro aspetto che è stato migliorato èla procedura di remeshing adattivo, cheora consente una migliore definizionedelle superfici in prossimità dei raggi dicurvatura con sensibili riduzioni deltempo necessario per la rigenerazionedella mesh.Effetti indotti di questi miglioramenti almotore di calcolo sono stati una riduzio-ne dei tempi di calcolo stimabile media-mente dal 5% al 35% a seconda del nu-mero di nodi utilizzato e del tipo di cal-colo impostato, miglioramento riscon-trato sia sulle configurazioni singoloprocessore, che sulle più potenti piatta-forme cluster.

Nuove opzioni nel Pre-processore permigliorare l’usabilità del programmaNella versione 2007 Transvalor ha prose-guito nella integrazione dei codici 2D e3D, cercando di uniformare il più possi-bile le interfacce ed i modelli disponibi-li. Aspetti critici quali la meshatura e lacorrezione dei modelli geometrici sonostati migliorati con l’introduzione dinuove funzioni per l’individuazione deidifetti di mesh, la cancellazione di ele-menti e la loro sostituzione con elemen-ti più regolari. Sono stati rivisti inoltregli strumenti di importazione di file ditipo parasolid e .UNV, con la possibilitàdi importare sia unicamente la geome-tria, sia tutti i risultati di una preceden-te simulazione, rendendo quindi ora pos-sibile la comunicazione tra software disimulazione differenti. Sempre per lefunzioni di meshatura, è stata completa-mente rivista la funzione di remeshingSTL, che ora consente di ottenere unaqualità della superficie degli stampi de-cisamente superiore, riducendo gli inter-venti manuali. In termini di meshaturadi volume è in avanzata fase di test unapproccio completamente nuovo, chedovrebbe ulteriormente migliorare laqualità della mesh generata.Per quanto riguarda i modelli standard dibilletta disponibili, alla geometria cilin-drica sono state aggiunte la billetta asezione quadra\rettangolare e la possibi-lità di avere gli spigoli smussati con undeterminato angolo. Per quanto riguardale delicate operazioni di aggiustamentodegli stampi sul pezzo, è stata introdot-ta una funzione in grado di allineare glistampi seguendo la loro propria cinema-

10 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

Gas trapping - il solutore evidenzia zone isolatedove possono esserci dei difetti per intrappola-mento di bolle d'aria\lubrificanti

Ripieghe - il miglioramento delle funzioni di contatto consente oradi individuare con precisione dove si formano le ripieghe e diseguirne l'evoluzione

Progettazione sperimentale del processo - si valutano in automati-co più rami con sequenze di operazioni differenti per individuare la migliore soluzione

tica, opzione che ora rende decisamentepiù semplice l’individuazione della primacondizione di contatto in configurazionicon stampi in rotazione.

Nuovi modelli di processo Lo sviluppo di nuovi modelli per simula-re particolari tipologie di processi pro-duttivi è il risultato dell’esperienza fattada Transvalor e da EnginSoft con gli uti-lizzatori del programma. Oltre ad una se-rie di migliorie minori, i maggiori mi-glioramenti sono relativi ai processi diseguito descritti. Per quanto riguarda ilmodello per i processi open-die, è stataintrodotta la possibilità di avere un rin-culo del manipolatore per effetto del-l’azione del pezzo in deformazione, cheora ha una posizione più stabile tra imartelli, e per il pezzo una modalità ditraslazione\rotazione attorno al baricen-tro fra i vari colpi e tra le passate.Per i processi di laminazione circolare(ring-rolling) sono state ottimizzate lefunzioni di contatto per tener conto del-l’attrito e della qualità degli stampi, conrisultati ora più prossimi alla realtà. Nel modello dedicato allo stampaggio dinon ferrosi, ora è possibile legare il mo-vimento dei punzoni alla cinematica del-lo stampi inferiore su cuscino, con unamigliore previsione del flusso del mate-riale attorno ad essi legata alla correttadefinizione delle velocità relative. Per quanto riguarda infine cinematiche

più complesse, con la nuova versione èconsentito definire il movimento deglistampi attraverso dei percorsi liberi nel-lo spazio xyz, il che rende ora possibilela simulazione di azionamenti anchemolto complessi nello spazio e nel tem-po, aumentando la flessibilità del codi-ce. Per ultimo, sono stati mostratinell’European Users’ Meeting Transvalora Sophia Antipolis tutta una serie di uti-lizzi del software FORGE come strumentoper il calcolo strutturale tradizionale,dove si sono sfruttate le funzioni di con-tatto molto evolute presenti nel softwa-re e la possibilità di specificare le azio-ni di carico ed i vincoli attraverso l’in-troduzione di stampi o condizioni alcontorno. I risultati ottenuti sono statigiudicati molto positivi e questo inco-raggia ad utilizzare il software anche pervalutazioni di comportamento in eserci-zio dei pezzi stampati.

Miglioramento continuo del database dei materialiIl database dei materiali è stato ulterior-mente arricchito di nuove referenze edora riporta le curve di deformazione acaldo ed a freddo, le caratteristiche ela-stiche e le proprietà termiche di oltre800 leghe ferrose e non ferrose.

Nuove opzioni del post-processore peruna più agevole e completa valutazio-ne dei risultatiAnche il post-processore, lo strumentoper la visualizzazione dei risultati, vedel’aggiunta di nuove opzioni suggeritedagli utilizzatori. Per quanto riguarda igrafici, il software ora salva un file perogni oggetto calcolato, nel quale sonopresenti informazioni quali ad esempiola posizione del baricentro per la valuta-zione della cinematica del corpo, ed unfile generale di simulazione che contie-ne informazioni sui carichi e sulle ener-gie in gioco, rendendo più semplice la

valutazione a video di questeinformazioni, anche con unaanalisi in corso grazie all’op-zione di “reload”. Nelle opzio-ni di visualizzazione è stataaggiunta la possibilità di ave-re nella stessa finestra due ri-sultati differenti per due og-getti diversi: ad esempio lamappa dei contatti sul pezzo e

la mappa di usura dello stampo. Per le opzioni di misurazione delle di-stanze, la procedura è stata semplificatae i label sono ora visibili anche se inter-ni al pezzo. Per quanto riguarda le ani-mazioni, è ora possibile caricare dueanimazioni e visualizzarle contempora-neamente a schermo, in modo da valuta-re le eventuali differenze di comporta-mento del materiale tra versioni diffe-renti. Per il formato .vtf, dedicato al-l’esportazione dei risultati verso power-point con la possibilità di modificare ilpunto di vista dell’osservatore, si è lavo-rato per ridurre le dimensioni dei file ge-nerati e per rendere più semplice l’intro-duzione degli stessi nelle presentazioni.Concludendo si può affermare che FORGE2007® è un programma sempre in co-stante miglioramento, che ha raggiuntouna notevole semplicità d’uso, grazie al-l’esperienza accumulata con le versioniprecedenti ed i suggerimenti provenien-ti dagli utilizzatori. Molte delle novitàintrodotte (contatti materiale-materiale,intrappolamento di gas, possibilità di si-mulare in automatico sequenze comples-se di operazioni, ….) portano la versio-ne 2007 ad un livello di precisione edaccuratezza decisamente superiori allaversione precedente. Dall’altra parte, lamaturità raggiunta dal prodotto consen-te sempre un facile e rapido inserimentoin qualsiasi ambiente tecnico, per laprogettazione di prodotti ottenuti perstampaggio e l’ottimizzazione dei relati-vi processi produttivi. Con FORGE 2007 èquindi possibile migliorare rapidamentela qualità dei pezzi, ridurre gli sprechi dimateriale e aumentare la durata deglistampi e delle macchine di stampaggio.È possibile inoltre valutare in modo an-ticipato senza sorprese la stampabilitàdi nuove forme o di materiali poco cono-sciuti. EnginSoft, distributore in Italiadel software FORGE, offre alle aziendedel settore oltre al supporto nell’instal-lazione, formazione del personale ed av-viamento all’uso, anche attività di simu-lazione su commessa, con impostazionedel caso, analisi dei risultati e consulen-za sull’ottimizzazione del processo.

Per ulteriori informazioni:Ing. Marcello GabrielliResponsabile di prodotto [email protected]

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 11

Ring-rolling - il migliormanto del modello dedicato al ring-rollingconsente ora di prevedere correttamente l'evoluzione della sezio-ne dell'anello nel corso del processo

Stampaggio ottone - i punzoni si muovono inbase alla discesa della matrice contro il cuscinoinferiore, che avviene con una cinematica legataalla pressa ed al moto del materiale

Si rinnova anche quest’anno l’in-vito di EnginSoft ad un eventoormai divenuto una tradizionaleed apprezzata consuetudine pertutti gli utilizzatori delle tecno-logie CAE e della sperimentazio-ne virtuale, nella raffinata corni-ce di Villa Caroli-Zanchi diStezzano, i giorni 25 e 26 otto-bre prossimi.Sempre nuova ed attuale è inve-ce la prospettiva con cui il di-battito affronta il contributo divalore del CAE nel contesto del

processo progettuale e produttivo.Quest’anno “PRIORITÀ e SFIDE” è ilpunto di vista che con cui si cercheràdi affrontare e sintetizzare la realtà diquanti sono coinvolti e contribuisconoalla crescita e allo sviluppo di questosettore: industria, produttori di tecno-logie, comunità scientifica, responsa-bili della formazione.

Priorità percepite ed espresse dall’in-dustria, per la quale l’esigenza di inno-vare è imprescindibile. Ma anche sfideper l’industria, perché l’emergere delnuovo, riflesso nel processo di conti-nua trasformazione in atto, non puòprescindere dalla tempestività e lungi-miranza organizzativa e, quindi, dal-l’adeguamento dei metodi.

Priorità percepite dai produttori delletecnologie software, per i quali è vita-le dominare le dinamiche commercialiche caratterizzano il settore. Ma anchesfide, perché l’implementazione effica-ce di quanto la ricerca contribuiscecomporta la mediazione previdente tracorrettezza ed attualità sul pianoscientifico e praticità ed efficienza sul

piano applicativo.Priorità e sfide percepite dal mondoscientifico, per il quale le scienze in-gegneristiche basate sulla simulazionestanno diventando un’estensione ob-bligata degli strumenti del conoscere,ma costringono alla coesistenza conapprocci non sempre naturali per l’uo-mo di scienza.

Priorità e sfide percepite dai protago-nisti del mercato, nell’ottica particola-re dell’evento che, recentemente, harivoluzionato l’assetto internazionale:l’acquisizione di Fluent da parte diANSYS.

A tutti questi attori EnginSoft vuolededicare un contesto di confronto escambio, in cui analizzare insieme lostato dell’arte della materia e le dina-miche che spingono ad una continuainnovazione e miglioramento deglistrumenti tecnologici, al servizio delleesigenze e della competitività dell’in-dustria. Il contributo e la testimonian-za diretta dei produttori delle tecnolo-gie, in relazione agli ambiti della pro-gettazione, analisi, simulazione ed in-

tegrazione di processi, così come degliutilizzatori di software CAE e prototi-pazione virtuale, offriranno esempi ap-plicativi di prim’ordine e fornirannovalidi spunti di dibatto e riflessione.

Alle sessioni plenarie e parallele - con-cepite sia come users’ meeting dedica-ti ai software sostenuti da EnginSoft,tra cui ANSYS, ANSYS/Fluent,ANSYS/CFX, modeFRONTIER,MAGMASOFT, FORGE, LS-DYNA, che co-me incontri di aggiornamento - verràaffiancata un’area espositiva per lapresentazione di tecnologie software,proposte di produttori hardware e l’of-ferta di servizi complementari. Il convegno affronterà inoltre la pro-blematica del calcolo ad alte presta-zioni (HPC) a cui sarà dedicata un’in-tera sessione in cui parteciperanno imaggiori protagonisti della tematica,tra cui: Microsoft, Intel, AMD, HP,IBM...

Iscrizione: La quota di iscrizione è di 250 Euro.Le iscrizioni possono essere effettuateon-line dal sito:http://meeting2007.enginsoft.it

Per ulteriori informazioni:http://[email protected]

EnginSoft USERS’ MEETING 2007Le Tecnologie CAE nell’industriaPriorità e Sfide

12 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

L’evento è in programma il 25 e 26 Ottobre 2007 alla VillaCaroli Zanchi di Stezzano (BG)

EnginSoft renews its invitation to whathas become a traditional and muchappreciated occasion for all users of CAEand virtual prototyping technologies.EnginSoft’s annual Meeting will behosted in the elegant Villa Caroli-Zanchi, near Stezzano/Bergamo, on25th and 26th October 2007.The contribution of CAE to the designand productive processes and therelated news and updates are the mainperspectives of the debate. “Prioritiesand challenges” is this edition’sviewpoint and motto, reflecting thewish to understand and synthetize thecontext shared by everyone involved inthe growth and development of thissector: Industries, software producers,the scientific community, traininginstitutions. The event reflects, summarizes andpresents:• The priorities perceived and

expressed by industry, for itsindispensable demand forinnovation. There are challenges tobe taken on as the emergence ofsomething new, and its effect on theongoing transformation process alsoinvolves timely actions andorganizational visions.

• The priorities perceived by thesoftware technology producers, towhom the control of the commercial

dynamics of the sector is crucial.They also face challenges, for aneffective implementation of whatresearch offers, implies a farsightedcompromise between correctnessand scientific relevance, in line withthe usefulness and effectiveness onthe application level.

• The priorities and challengesperceived by the scientificcommunity, to whom simulation-based engineering sciences arebecoming increasingly important, asan indispensable extension ofexisting knowledge tools. Ascenario, however, that is forcingscientists to a somehow difficultcoexistence between differentapproaches.

• The priorities and challengesperceived by the market leaders,with specific reference to what hasrecently turned the internationalmarket order upside down: theANSYS Inc. takeover of Fluent Inc.

To all those involved, EnginSoft aims atdedicating a privileged occasion fordebate and information exchange, toanalyse state of the art and the trends

leading towards growinginnovation and improvement oftechnological tools, to meetindustry’s demand forcompetitiveness. The directcontribution and witness providedby technology producers withregard to process design, analysis,simulation and integration, aswell as by users of CAE softwareand virtual prototyping tools, willoffer first-class applicationexamples and interesting startingpoints for discussion.

The meeting agenda mainly comprisesgeneral sessions and specific sessions, -conceived as software-oriented Users’Meetings, with reference to the maintechnologies EnginSoft supports:ANSYS, ANSYS/Fluent, ANSYS/CFX,modeFRONTIER, MAGMASOFT, FORGE,LS-DYNA among others, as well asUpdate Seminars. The event will bemade complete with an exhibition areafor those interested in presenting anddisplaying their software- and hardwareproducts and related services. The conference will also deal with thecrucial aspect of the High PerformanceComputing (HPC), with a totallydevoted session, which will host themost important leaders in this topic,with Microsoft, Intel, AMD, HP, IBMamong others.

Registration:The registration fee is 250 Euros. For on-line registration, please visithttp://meeting2007.enginsoft.it

For further information, please contact:http://[email protected]

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 13

EnginSoft USERS’ MEETING 2007CAE Technologies for Industry Priorities and Challenges

The event will take place on 25th and 26th October 2007at Villa Caroli Zanchi - Stezzano (BG)

14 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

At Alumotive 2007, EnginSoft willpresent highly technical talks acrossseveral sessions, dedicated to differenttopics, and support its own stand in theexhibition area. The following articleprovides further details on thescheduled contributions and presentsthe contents of a self-managed session,which will focus on the important role ofCAE in design and production processes.

La partecipazione di EnginSoft adAlumotive 2007, da tempo annunciata,vedrà il nostro gruppo attivo con unostand all’interno dell’area fieristica edimpegnato con numerosi interventi al-l’interno delle diverse sessioni checomporranno il fitto calendario dellamanifestazione. Il know-how tecnolo-gico e l’esperienza maturata in tantianni al servizio ed in collaborazionecon aziende ed istituzioni di rilievo etradizione nel settore dell’automotive,ci permetteranno di proporre, anche inquesta edizione, presentazioni di certointeresse e gradimento, perché caratte-rizzate da tematiche di grande attuali-tà e rilevanza tecnico-scientifica.Vogliamo qui offrire alcune anticipazio-ni riguardo alle otto sessioni tecniche,di cui una autogestita, che ci vedrannocoinvolti, a dimostrazione della ric-chezza dei contributi in programma edella diversificazione degli ambiti diapplicazione delle tecnologie chel’azienda supporta e promuove, in rela-zione all’industria dei trasporti.

“Ottimizzazione multidisciplianare inambito aeronautico, dall’avamprogettoall’analisi di dettaglio”, per la sessionedi Aeronautica; “Uso non convenziona-le di ColdForm: la simulazione del pro-cesso di rivettatura per autopunzona-tura di lamiere di alluminio su acciaio erelativi test di estrazione del rivetto”;per la sessione di Alluminio e MaterialiTecnologici per l’industria ferroviaria;"Analisi ed ottimizzazione di stampi

per automotive mediante simulazioneFEM", che sarà fatta nella sessione"Potenzialità & vantaggi economicidella simulazione"; “Sensitività dei mo-delli di turbolenza in applicazioni diaerodinamica esterna”, per la sessionedi Aerodinamica; “La pressocolata delleleghe leggere per la produzione di com-ponenti automobilistici”, per la sessio-ne Metallurgia 1 – Fonderia e pressoco-lata; “La modellazione 3D delle lavora-zioni per asportazione con AdvantEdge:un esempio di fresatura di componentein titanio”, per la sessione diLavorazioni Meccaniche; “Sistema inte-grato di provini per lo studio della mi-crostruttura e del comportamento mec-canico delle leghe leggere pressocola-te”, per la sessione di Metallurgia 3 –Leghe di Alluminio e Materiali Speciali;“Innovazione nei metodi di progetta-zione dei componenti in lega leggeraper il settore automotive – Il progettoEuropeo NADIA” per la sessione diProgettazione con le leghe leggere e inuovi materiali tecnologici.

Oltre che con i contributi fin qui elen-cati, EnginSoft sarà impegnata nel co-ordinamento della sessione dedicata adInnovazione e competitività, che si fo-calizzerà sul contributo del CAE nelprocesso progettuale e produttivo. Una

breve premessa, sul valore delle tecno-logie associato alle competenze, intro-durrà una serie di interventi che cicoinvolgeranno direttamente ed indi-rettamente. Le presentazioni relative a“L’ottimizzazione di prodotto e proces-so: modeFRONTIER”, “Applicazioni inambito strutturale meccanico”,“Applicazioni in ambito termofluidodi-namico”, “L’analisi cinematica e dina-mica dei meccanismi per guidare laprogettazione ed eliminare le anomaliedi funzionamento”, ad opera di nostriingegneri, saranno affiancate dalle te-stimonianze di successo di clienti pre-stigiosi (Centro Ricerche Fiat,Sidermeccanica, Fonderie Mazzucconi eMaspero), che hanno fatto della simu-lazione uno strumento irrinunciabilesulla strada dell’efficienza, della com-petitività e dell’ottimizzazione. Diventata la più importante rassegnaespositiva per imprese, operatori edesperti attivi nel comparto della mobi-lità, Alumotive si prepara ad una gran-de affluenza di pubblico con un rinno-vato e crescente interesse verso mate-riali e tecnologie innovativi per l’auto-motive design.

Per ulteriori informazioni:www.alumotive.it [email protected]

EnginSoft ad Alumotive 2007Anticipazioni

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 15

2nd Conference on sheet metalcomponents: “Lightness, highperformances and cost reduction inindustrial sheet metal production”.EnginSoft’s participation will include apresentation of the most recent andinnovative solutions of the FTI FormingSuite, a worldwide known softwarepackage for the design, feasibility, andcosting of sheet metal components.

A due anni di distanza dalla prima edi-zione, Tecniche Nuove Congressi ripro-pone l’evento dedicato alle lavorazionidella lamiera, focalizzando l’iniziativasugli strumenti e sulle strategie voltead innovarne i processi ed i sistemi dilavorazione, e presentando, quindi, unpanorama aggiornato ed esaustivo del-le tecnologie che caratterizzano la pro-duzione e la lavorazione di manufatti inlamiera, quali strumenti di simulazione,tecniche innovative di stampaggio, disaldatura e di taglio, di design e nuove

soluzioni per la realizzazione di prodot-ti leggeri e prestanti.Il programma dei lavori si articolerà inuna sessione plenaria, con interventi diesponenti della grande industria - in-centrata sulle prospettive attuali e fu-ture di impiego della lamiera nei manu-fatti industriali dove prestazioni mec-caniche, leggerezza e contenimento deicosti sono di fondamentale importanza- seguita da tre sessione parallele dedi-cate alle principali tecnologie di tra-sformazione.

L’ormai consolidata esperienza diEnginSoft in questo settore la rendeprotagonista dell’evento, presso il qua-le, attraverso un suo stand, presenteràle soluzioni FTI per la simulazione di

operazioni di formatura di componentiin lamiera, prendendo in considerazio-ne tutte le fasi del processo, dalla pro-gettazione, all’analisi e la formabilità,fino all’ottimizzazione dei costi deicomponenti stessi. In particolar modo,la nuova release v5.1. di Forming Suitesi presenta con un ambiente di simula-zione completamente rinnovato, carat-terizzato da una grande semplicitàd’uso che rende tale software adattoper essere utilizzato in qualsiasi conte-sto tecnico-economico in cui si proget-tano prodotti in lamiera stampata e sideterminano i costi di produzione.

Per ulteriori informazioni:Piero [email protected]

Il futuro della lamiera. Leggerezza, prestazioni elevate,contenimento dei costi nei manufatti industriali in lamiera.21 Novembre 2007 – Centro Congressi Milanofiori –Assago, Milano

EnginSoft al II° Congresso Lamiera

Evento in programma a Torino il 22 Novembre 2007.

Le previsioni sul futuro, come noto, so-no estremamente difficili e soggette aduna ineliminabile aleatorietà in ognisettore, sia della Natura che delle atti-vità umane. Tuttavia, un’analisi attentadi fenomeni e tendenze, di segnali po-tenti o deboli, a volte apparentementedisgiunti tra loro, può rivelare inaspet-tati scenari ed illuminare gamme dipossibili evoluzioni future. Già da mol-ti anni l’intero Settore Autoveicolisti-co, che presenta in diverse parti delmondo le caratteristiche di un mercatoiper-competitivo e sostanzialmente disostituzione, ed in altre tassi di cresci-ta elevati ma spesso turbolenti e pocoprevedibili, è soggetto ad una serie diinfluenze e pressioni di varia natura,che ne hanno condizionato e plasmatolo sviluppo recente. Tali elementi attra-versano tutti gli aspetti legati ai cicli

di vita dei prodotti, dalla nascita finoallo smaltimento ed al ricupero, pas-sando attraverso la produzione e l’uso;si tratta dei temi energetici, di impat-to ambientale, di corretto uso delle ri-sorse, di organizzazione dello sviluppoe della produzione dei prodotti all’in-terno di filiere sempre più globalizzatee fisicamente decentrate, della conqui-sta di Clienti sempre più esigenti e so-fisticati, della gestione dei flussi ditraffico e della congestione, in partico-lare negli agglomerati urbani ad altadensità di popolazione.In questa Arena, i diversi Produttoricompetono tra loro su varia scala, allaricerca di margini di guadagno o sem-plicemente di sopravvivenza, soggettialle spietate leggi del Mercato ed a ci-cli di sviluppo/contrazione ravvicinati;la competizione non avviene solo all’in-terno del comparto, ma sempre più an-che con gli altri modi di Trasporto.Come in un mare agitato, anche nel

mondo Automotive i più abili ‘cavalca-no’ le onde del cambiamento, rivolgen-do spesso a proprio favore ciò che altrihanno rifiutato o negato, per inerzia omiopia; complessi rapporti di coopera-zione e di competizione su varie scaletemporali, dimensionali e geograficherimodellano continuamente il panora-ma esistente.

Il Convegno vuole fornire elementi espunti di riflessione su queste comples-se interazioni, trattando temi di conte-sto generale e delineando possibili so-luzioni tecnologiche, politiche, orga-nizzative, strategiche; si rivolge a tuttii diversi Attori del mondo Automotiveinteressati ad una migliore comprensio-ne di quanto sta accadendo e di ciò chepotrebbe accadere in questo Settore inperenne tensione e mutamento.

Maggiori informazioni su:www.ata.it

3° Convegno ATA - Cavalcando il Futuro

16 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

Per lo sviluppo della sua nuova 750 cc,Aprilia Shiver, il Gruppo Piaggio haampliamente utilizzato i prodotti ANSYSnell’analisi di componenti critici e diANSYS WORKBENCH in particolare perstimare la resistenza a fatica dell’alberomotore. La geometria del componente,importata da un ambiente CAD, inserita edanalizzata in un sistema multi-body, hapermesso di condurre la simulazione di untest di resistenza del motore, prendendo inconsiderazione sia la flessibilità allatorsione dell’albero che la pressione realeall’interno delle camere di combustionedei cilindri. La mappa delle forze cheagiscono sul componente preso in esame ela sua accelerazione sono stateconfrontare con i severi standard Aprilia,senza trascurare l’affetto del gradiente distress relativo nei punti maggiormenteinteressati. Grazie a questo elaboratoprocesso di calcolo, le operazioni manualisono state notevolmente ridotte, fornendoal tempo stesso la configurazione miglioree riducendo la necessità di test fisici infase di sviluppo.

Piaggio Group (www.piaggio.com) is oneof the biggest 2-wheeler manufacturersworldwide, with products ranging frommopeds to sport motorbikes and famousbrands such as Vespa, Aprilia and MotoGuzzi. ANSYS products are widely used atPiaggio Group for the development of

most critical vehicle compo-nents and subsystems. One ofthe most recent applicationshas been during the develop-ment of the new 750 cc twinengine for the new ApriliaShiver motorbike, which isbeing brought to the marketduring 2007.The WORKBENCH environmenthas been used to assess thefatigue resistance of the engi-ne’s crankshaft. The compo-nent’s geometry has been ini-tially imported from the CAD environ-ment into WB to generate a ModalNeutral File (MNF) to be subsequentlyincluded into a multibody system (MBS),which has been analysed by ADAMS. TheMNF contains data which describe thedynamic flexibility of a component. TheMNF generation has been automated bymeans of a WB Command Object, inclu-ding all the APDL commands needed togenerate the interface elements and torun the ADAMS macro itself.

Once the MNF file had been generated,Aprilia standard engine endurance benchtest has been simulated by assemblingand solving the multibody model of thefull powertrain. Dynamic effects due tothe crankshaft’s torsional flexibility ha-ve been taken into account importing

the MNF into ADAMS. Other slender com-ponents’ flexibility has been modelledgenerating MNFs inside WB. The wholepowertrain motion has been simulatedwhen subject to the real pressure cyclesinside the cylinders’ combustion cham-bers. The MBS has provided the time-hi-stories of the forces and moments actingon the crankshaft, and of its accelera-tion. The most severe dynamic equili-brium conditions have been chosen andexported as Environments to another WBmodel, used to evaluate the stress stateinside the crankshaft. The FatigueModule of WB has been used to evaluatethe safety factor based on infinite life,which has been compared with the mini-mum allowable value according toAprilia standards. The relative stress gra-dient effect has been taken into ac-count, by means of a WB CommandObject, used to evaluate the stress gra-dient at the most stressed point, alongthe normal of the crankshaft’s externalsurface. The APDL inside the Commandobject has singled out the most stressedpoint, built the normal to the surfaceand finally evaluated the relative stressgradient by means of path operations.That way, the manual operations throu-ghout the calculation process have beendrastically reduced and different geome-trical configurations have been investi-gated with little effort, thus singling outthe best one while reducing the need forphysical testing.

Ing. Riccardo TestiPiaggio & C. Spa

No shivers while developing the Shiver

The Aprilia Shiver

The CAD model of the full engineThe ANSYS model gene-rated by ANSYSWORKBENCH to obtainthe Modal Neutral File

The multibody modelThe stress field computed byANSYS WORKBENCH

The cycle of motorcycle design

18 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

Piero Ferrari, son of EnzoFerrari - the sacred monsterof the motoring world, whowas the founder of theScuderia Ferrari Grand Prixmotor racing team, andsubsequently of the Ferraricar manufacturer – VicePresident of Ferrari Cars,president of Piaggio AeroIndustries and of HPE, answers to thequestions of our interviewer, tracingout the future of the sector, in the lightof the outstanding requirements of thedesign and production processes. The

need for continuing improvements is amust: “the best engine” – states PieroFerrari – “can always be furtherimproved”.

New technologies, and namelysimulation based technologies, play akey role in the design processinnovation. In this context the well-established collaboration between HPEand EnginSoft is reported asremarkable. HPE has recently joinedTechNet Alliance, with the objective ofsharing competences in such a highlevel international network.

Ing. Ferrari, vicepresidente FerrariAutomobili, presidente Piaggio AeroIndustries, presidente HPE, questesono le cariche più note, tutte stra-tegicamente vicine ai processi disviluppo prodotto. Come vede il fu-turo della progettazione?

Penso che le tecniche di simulazionee calcolo svolgeranno un ruolo sem-pre maggiore nel ciclo di sviluppoprodotto. Nel contempo dovranno av-vicinarsi alle peculiarità che oggihanno gli strumenti di progettazione.

Vedo questi due mondisempre più vicini, inte-grati.L'obiettivo diviene sem-pre più unico e comune acalcolo e progettazione.

La sua grande attenzio-ne professionale e per-sonale alle tecnologie

avanzate non è nota a tutti e la ac-comuna alla indole di suo padreEnzo. Ci darebbe qualche curiositàsulle tecnologie che la appassionanomaggiormente?

Ritengo interessante tutto ciò checonsente un miglioramento continuo.Anche il migliore motore di oggi èsempre ulteriormente migliorabile.

Come è stata concepita la sua "per-sonale" HPE, e come si è potuta tra-sformare nell'attuale concentratounico di competenze ingegneristichesui motori alteperformances?

Ho cercato di inve-stire nell'esperienzadelle persone, el'entusiasmo e pas-sione dei giovaniingegneri.

In tempi non so-spetti Lei investìnei CAD "parame-trici" e nei FEM inessi integrati. Dacirca un anno hainvestito sul CAEcon EnginSoft.Qual'è la sua visio-ne sul futuro diqueste tecnologie?

Una sempre migliore integrazione econvergenza tra tutti i sistemi peruna più rapida ottimizzazione, piùqualità e meno errori.

Quali sono le sfide quotidiane cheaffrontano i suoi ingeneri in HPE? Equali sono le sfide che vorrebbe af-frontare in futuro?

Oggi siamo concentrati nella ottimiz-zazione dei componenti motoristicicon strumenti di calcolo e simulazio-ne, domani vorremmo ottimizzare ilfunzionamento del motore nel veico-lo.

È recentissimo l'ingresso di HPE inTechNet Alliance. L'ingresso in unatale rete internazionale di compe-tenze CAE lascia pensare che dovre-ste avere molto da dire sul tema.Che cosa significa per voi questo in-gresso?

Il dominio del know how CAE è estre-mamente vasto e ricco di disciplinealtamente specialistiche. L'ingresso inquesta alleanza significa connettersicon aziende che hanno investito co-

Intervista all’Ing. Piero Ferrari,Presidente HPE

HPE High Performance Engineering, fondata nel 1998dall’Ing. Piero Ferrari, offre servizi di ricerca di nuoviprodotti per la motoristica ad alte prestazioni

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 19

me noi in tecnologie di calcolo e si-mulazione. Dovremmo condividerecon loro l'approccio alla tecnologia emagari integrare i reciproci spettri dicompetenza.

Dopo un anno di collaborazioni con EnginSoft, ci da un suo bilancio?

Abbiamo iniziato a conoscerci, sperosarà un rapporto a lungo termine.In tal modo potremo avanzare nell'ac-quisizione di know how.

Sappiamo che c'è stato un notevoleimpegno anche da parte del suo di-rettore tecnico ing. Franco Ferretti,come siete arrivati alla decisione fi-nale?

Con la progressiva crescita del nostroknow how ed esperienza nel settoreCAE abbiamo realizzato l'importanzadi connettersi ad aziende specializza-te e con una visione di business simi-le alla nostra.

Cosa suggerisce a chi deve confron-tarsi con i mercati asiatici su attivi-tà di R&D?

Stiamo parlando sicuramente di mer-cati interessanti per la loro forteespansione. Si devono però considera-re attentamente problematiche di co-municazione e differenze culturali.Consiglio chi approccia tali mercati diconoscere bene il proprio interlocuto-re prima di lanciarsi in avventure im-pegnative.

In riferimento all'argomento colquale abbiamo aperto questa inter-vista, Lei è un opinion leader in ter-mini di tecnologia ed innovazione.Quali sono le Sue idee a tal proposi-to?

Non dobbiamo smettere di saper spin-gere in avanti il limite tecnologico, econ esso la conoscenza che l'uomopuò costruire e sviluppare in tutti isettori.

Computers & Structures ha recentemen-te annunciato l’istituzione di un nuovopremio che verrà assegnato nel 2008alla migliore memoria scritta da ungiovane ricercatore nel campo dell’in-gegneria computazionale e pubblicatada Computers & Structures nel 2006 o2007.

Il K.J. Bathe Award, costituito da unpremio in denaro e un attestato di me-rito, verrà consegnato a Venezia, du-rante il Congresso Mondiale dellaInternational Association ofComputational Mechanics. Tutte le in-formazioni sono disponibili all’indiriz-zo: http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/359/de-scription#description

Elsevier Ltd., the publishers ofComputers & Structures have recentlyannounced a new award for the bestpaper by a young researcher in the fieldof Computational Engineeringpublished in the 2006 and 2007 issuesof the well-known technical journal. The so-called K.J. Bathe Award will bepresented for the first time during theWorld Congress of the InternationalAssociation for ComputationalMechanics in July 2008 in Venice -.Italy. The award offers a certificateand the amount of 2,000 Euro donatedby Elsevier Ltd. In addition and toenable the winner to collect the awardat the World Congress, a sponsorshipwill be available.Young researchers who wish to applyfor the K.J. Bathe Award should visit http://www.elsevier.com/wps/find/jou

rnaldescription.cws_home/359/description#descriptionalso in order to learn about the terms,conditions and procedures ofapplication and selection.

The range of appropriate contributionsis wide, and includes papers onestablishing appropriate mathematicalmodels and their numerical solution inall areas of mechanics. Considering themodern use of computers andnumerical methods to model and solveproblems, the traditional boundariesbetween the fields of solid/structuralmechanics and fluid mechanics hardlyexist any longer.

The focus of Computers & Structures ison having an impact on the practice ofsimulations in mechanics as found inmany industries and researchendeavours, including the fields ofengineering, such as civil andenvironmental, mechanical,biomechanical, automotive,aeronautical, and ocean engineering,and including the various fields of thesciences. In these areas, papers aresought on the automatic solution ofmathematical models of “structures” inthe broadest sense, possibly includingphenomena of multiphysics, multiscale,and uncertainties. Also, paperspresenting algorithms for optimizationand the simulation of complete lifecycles of systems are sought.

The K.J. Award will be presented duringthe bi-annual World Congress, hencethe 2nd edition of the Award will be inthe year 2010, following the same rulesand principles.

K.J. Bathe Award for theBest Paper by a YoungResearcher in the Field ofComputational Engineering

As Bugatti Autoricambi states in thiscase history, process simulation withMAGMASOFT played a fundamental rolein both money and time savings throughvirtual trade offs and designoptimization. The selected examplesprove that the use of simulation couldlead to a reduction of up to 25% of thekey process related costs

Bugatti Autoricambi S.p.A. has beenmanufacturing car water pumps since1973. Its innovation policy has led to aconstant re-investment into newtechnologies to improve materials andcomponents quality. The introduction ofMAGMASOFT, as design tool, for thesimulation of the aluminum die-castingprocess, as well as to improve the plantperformance and analyze new fillingtechniques, has provided Bugatti withuseful and outstanding information.MAGMASOFT has allowed to optimize thedifferent steps of the process, to predictpossible risks and to guide the companytowards its objectives of innovation andcompetitiveness.

La Bugatti Autoricambi produce pom-pe acqua per autoveicoli fin dal1973. Nel suo catalogo sono presentipiù di 700 modelli di tutte le case au-tomobilistiche, servendo oltre 60paesi in tutto il mondo.

La politica di re-investire gli utili ot-tenuti nell’azienda stessa ha portato,nel 2003, alla formazione di un nuo-vo reparto dedicato alla pressocolatadi alluminio. Dopo i macchinari edattrezzature necessari alla trasforma-zione, la Direzione ha concretizzatoun’ulteriore investimento strategico:l’acquisizione della tecnologia di si-mulazione del processo pressofusorio.L’introduzione della simulazione in-fatti era vista come strategica quale:

• “Acceleratore” di esperienze tipi-che della fonderia, che storica-

mente richiedonomolto più tempo peressere assimilate;

• Strumento commer-ciale per potersiriproporre anche inambiti diversi dalnostro tipico merca-to;

• Strumento di proget-tazione e industria-lizzazione.

Dopo una ricerca di mercato, ed accu-rati test comparativi, la scelta è ca-duta su MAGMASOFT. Come spesso ac-cade all’inizio di un processo di inno-vazione rimaneva qualche esitazione.Ad un anno di distanza, riteniamo ri-pagata la fiducia riposta inMAGMASOFT. Il simulatore infatti ciha permesso di valutare molte solu-zioni alternative, prima sicuramentenon tentate anche solo per paura disbagliare, in quanto l’efficacia di unasoluzione avrebbe potuto essere vali-data solo con la produzione fisicadello stampo, ed icosti conseguentiin caso di errore.

Abbiamo inoltreottimizzato pree-sistenti progetti,che si ritenevanoconsolidati. La rie-laborazione deiprodotti conMAGMASOFT inve-ce ha consentitoulteriori migliora-menti, anche di

consistente entità, come più avantidescritto in un esempio.

Di seguito esponiamo appunto duecasi rispettivamente di nuovo proget-to e di ottimizzazione di precedenteprodotto.

Soluzioni alternative.Nel primo caso si tratta del corpopompa pressocolato di una nota casaautomobilistica. Le prime analisi ese-guite sul componente evidenziavanosoffiature in punti vitali.

La simulazione con MAGMASOFT ci ha migliorato

Vista aerea dell’Azienda (24.000 m2 di cui 12.500 m2 coperti).

Figura/foto dell’ufficio tecnico…

Ottimi risultati di un anno di utilizzo del software disimulazione MAGMASOFT presso la Bugatti Autoricambi

20 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

Secondo noi il motivo era il punto diingresso del materiale, così come im-postato all’origine. Così abbiamo va-lutato e dimensionato un nuovo pun-to di attacco col rispettivo ramo inposizione radicalmente diversa.La simulazione con MAGMASOFT ci hadato buoni risultati quindi abbiamoproseguito con la progettazione e co-struzione dello stampo.

Questo esempio è significativo pernoi perché la soluzione adottata ci hacostretti ad una progettazione dellostampo molto influenzata dalla posi-zione del punto di ingresso del mate-riale, l’attacco infatti risulta essereposizionato sotto una delle parti mo-bili dello stampo.MAGMASOFT è stato importante per-chè, oltre a fornirci risultati sul riem-pimento, ha visualizzato la mappadelle temperature dello stampo, es-

senziali alla progettazione dello stes-so. Abbiamo già trasformato più vol-te con questo stampo senza problemimeccanici e senza proble-mi di qualità del getto.Senza il supporto di unasimulazione l’ipotesi diprogetto sarebbe statatroppo rischiosa. In so-stanza non avremmonemmeno tentato di rea-lizzare questa soluzione.

Ottimizzazione progetti.MAGMASOFT ci permettedi ottimizzare al massimocanali di colata e pozzet-ti di tracimazione perprodotti preesistenti.

Le differenze più evidenti tra i nostrigetti trasformati prima di usareMAGMASOFT e quelli ottimizzati con-

sistono nel ridurre la dimensione del-la colata, il numero e la dimensionedei pozzetti.

Sfidando anche i pareri di personeche operano da anni nel settore dellapresso colata; abbiamo ridotto il vo-lume della cavità stampo non dedica-ta al pezzo del 25% circa, condizioniriscontrabili soprattutto negli stampia multi impronta.

Come tipico risultato dell’utilizzo distrumenti di simulazione si sono po-tuti prevedere gli effetti di scelte delprocesso-prodotto, anticipando glierrori e riducendo oltremodo i costi

conseguenti, che prima dovevano es-sere sostenuti a valle. In particolareMAGMASOFT, per la sua velocità dicalcolo, consente molto rapidamentedi valutare diverse alternative e divedere con estremo dettaglio cosaavviene all’interno dello stampo.

In conclusione si sono raggiunti con-temporaneamente tutti gli obiettividesiderati in termini tecnici, econo-mici e, non ultimo, di accrescimentoculturale dell’azienda.

Lorenzo MagriBugatti Autoricambi

Per maggiori informazioni:Ing. Lorenzo [email protected] con istantanee della simulazione con Magma

Due esempi di rami ottimizzati al massimo…

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 21

22 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

VIRTUAL PROTOTYPING WHAT IS IT ABOUT ?The Virtual Prototyping (VP) techniquehas been interpreted in many differentways, which often causes confusionamong practitioners and researchers. G. Gary Wang of the Department ofMechanical and Industrial Engineering,University of Manitoba, Canada,suggests a definition of VP and thecomponents of a virtual prototype basedon the review of a current relatedresearch and application titled‘Definition and Review of VirtualPrototyping’ - University of Manitoba. In this issue and with a summary of thework of G. G. Wang, EnginSoft

inaugurates a new column of theNewsletter named ‘Glossary’. The Glossary column will, from now on,feature original or current definitions ofterms commonly used in the CAE and VPsectors. In fact, software technologiesused in industrial design and production– as well as in research related fields –are often referred to certain categories. Due to the novelty and fast evolvingcharacter of the technologies, thesecategories are described with terms thatsometimes become jargon, diverging farfrom their original meaning, or aremisused. This causes significantconfusion, particularly when certainterms are used unintentionally, forsynonymic purposes, to address topicswhich are different yet somehow similar.

Il software utilizzato nel contesto dellaprogettazione e produzione industriale –e così nella ricerca che a questa si colle-ga – viene riferito a diverse categorie,connotate e descritte con termini chespesso, anche in relazione alla forte evo-luzione del settore, possono diventare daun lato gergali, anche al di là del loro ve-ro ed originario significato, e, dall’altro,ingenerare confusione perché utilizzatiimpropriamente, specie quando, con in-

volontario intento sinonimico, li si usaindifferentemente per indicare generica-mente ambiti applicativi in qualche modoaffini.

Si vuole introdurre qui una nuova rubricadella Newsletter, chiamata ‘glossario’, incui fornire, ove possibile, definizioni ori-ginarie, o, quanto meno, attuali dei ter-mini di uso corrente nel settore.

Pare giusto iniziare da ‘VirtualPrototyping’ (VP). Può fare da riferimen-to il lavoro di G.Gary Wang su ‘Definitionand Review of Virtual Prototyping’ (Jcise-2001-76, University of Manitoba). Apparentemente molte sono le definizio-

ni correnti di Virtual Prototyping. Si par-ta da tempi relativamente lontani: laconferenza ASME del 1999 su“Design…and Computers in Engineering”.In essa le definizioni proposte sono le se-guenti. Secondo S. Gowda ed altri, As S. Gowda and others state: “VirtualPrototyping is a relatively new technologywhich involves the use of Virtual Realityand other computer technologies to createdigital prototypes”. Nella definizione si individua, quindi,nell’uso della realtà virtuale una delle ca-ratteristiche della prototipazione virtua-le. Non si fa, per giunta, alcuna distinzio-ne tra ‘digital prototype’ e ‘virtual proto-type’.P. Song ed altri,P. Song and others explain VP as follows“By virtual prototyping we refer to theprocess of simulating the user, theproduct, and their combined (physical)interaction in software through thedifferent stages of product design, and thequantitative performance analysis of theproduct”. In questa definizione sono enfatizzatil’aspetto dell’interazione uomo-prodotto,e la funzione della prototipazione virtua-le nella progettazione e nell’analisi di unprodotto.

Secondo G. Antonino e G. Zachmann, diBMW, And according to G. Antonino e G.Zachmann, of BMW, “In the mechanical engineering definitionof virtual prototyping, the idea is toreplace physical mock-ups by softwareprototypes. This includes also all kinds ofgeometrical and functional simulations,whether or not involving humans”. A sua volta Digital mock-up (DMU) è de-finito (F. Dai, P. Reindl) comeIn turn, Digital mock-up (DMU) is definedby F. Dai and P. Reindl as“a realistic computer simulation of aproduct with the capability of all requiredfunctions from design/engineering,manufacturing, product service, up tomaintenance and product recycling”. Gli autori, in questo caso, individuano laprototipazione virtuale come un sottodo-minio del ‘digital mock-up’, e, apparente-mente, non attribuiscono rilevanza, nelladefinizione, all’interazione uomo-prodot-to. Più oltre Zachman riporta il passo pre-so da un documento del FraunhoperInstitute: “Virtual prototyping, namelydigital mock-ups …’, che utilizza sinoni-micamente le due espressioni.Queste definizioni del passato (ed altredisseminate nella stampa tecnica) diffe-riscono per le risposte che danno ai se-guenti quesiti:

Un prototipo virtuale è la stessa cosa di un ‘digital mock-up’?Quali sono le funzioni del Virtual Prototyping?

Virtual Prototyping: Ma cosa è?

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 23• un prototipo virtuale è la stessa cosa

di un ‘digital mock-up’?• quali sono le funzioni del VP?• il VP presuppone che vi sia interazio-

ne tra uomo e prodotto?• il VP deve utilizzare le tecnologie del-

la realtà virtuale?• il VP comprende il processo di otti-

mizzazione?

Si può accettare, anzitutto che prototipovirtuale e ‘digital mock-up’ siano assunticome sinonimi, almeno in certi contestiindustriali.

Nei processi convenzionali di sviluppo diun prodotto si intende per prototipo unmodello al vero, od in scala, costruito perprovare l’idea progettuale, valutare alter-native, misurare le prestazioni, decideredei processi manifatturieri, o anche sem-plicemente per presentare il prodottostesso. Il prototipo virtuale, il cui obiet-tivo è sostituire il prototipo fisico, deveservire per le stesse finalità, meglio se inmaniera più ampia e con vantaggio.

Ma il prototipo fisico consente all’uomoanche valutazioni di tipo sensoriale delprodotto: egli ne può apprezzare il colo-re, la forma, aspetti estetici e di idoneitàall’impiego umano. Anche il prototipovirtuale dovrebbe, quindi, consentire l’in-terazione uomo-prodotto. Non sembracorretto, però, indicare che, nella defini-zione, si debba far riferimento alla realtàvirtuale: questa, pur essendo sicuramenteutile alla sperimentazione virtuale, ne èeventualmente una tecnica strumentale.Infine non sembra si debba includere,nella definizione, il riferimento all’otti-mizzazione. È bensì vero, infatti, che l’ot-timizzazione di prodotto/processo possautilizzare, valorizzandola, la sperimenta-zione virtuale, ma è vero anche che unprototipo virtuale può non essere utiliz-zato con finalità di ottimizzazione.Inoltre il tema dell’ottimizzazione di pro-dotto/processo coinvolge varie discipli-ne, ed affronta temi, ed ha esigenze logi-che, che poco hanno a che fare con lasperimentazione virtuale. La stessa ricer-ca è, per il tema dell’ottimizzazione, rife-

rita a contesti molto diversi da quelli pro-pri della sperimentazione virtuale.In definitiva, la definizione proposta disperimentazione virtale è la seguente:Finally, and to conclude, VP can be defi-ned as follows:“Virtual prototype, or digital mock-up, isa computer simulation of a physical pro-duct that can be presented, analyzed,and tested from concerned product life-cycle aspects such as design/enginee-ring, manufacturing, service, and recy-cling as if on a real physical model. Theconstruction and testing of a virtual pro-totype is called virtual prototyping (VP)”(un prototipo virtuale, o ‘digital mock-up’, è la simulazione al computer di unprodotto fisico che possa essere presen-tato, analizzato e testato in relazione adaspetti che ne riguardano il ciclo di vita- quali la sua progettazione, l’ingegneriz-zazione, la produzione, l’impiego ed il ri-ciclaggio - come se si operasse su un mo-dello fisico reale. La costruzione e l’im-piego di un prototipo virtuale è chiama-ta prototipazione virtuale (VP)).

EnginSoft sponsorizza lo sport in trentinoEnginSoft, tra le varie iniziative a con-torno della diretta attività aziendale, sipropone come sponsor per lo sport tren-tino. La sponsorizzazione è in questo ca-so rivolta alla squadra di calcio femmini-le di serie B ACF CLARENTIA TRENTO.

Di seguito un’intervista al vice presiden-te Lorenzo Holler.“Riparte la stagione sportiva dell’ACFCLARENTIA TRENTO abbinato quest’annooltre che allo storico marchio RISTO 3SOCIETÀ COOPERATIVA anche con laSocietà EnginSoft S.p.A., in qualità disponsor principale. La nuova stagionesportiva 2007/2008 dell’ACF CLARENTIATRENTO inizia dopo un anno illuminatodal 1° posto nel campionato di serie C,dal trionfo in Coppa Regioni, dal 3° postoin campionato Under 19 e da un buonaperformance (meglio nel girone di ritor-no) della squadra Under 14 di cui nonpossiamo che essere estremamente soddi-sfatti. Il programma della stagione2007/2008 si incardina sulla nostra par-tecipazione al campionato nazionale di

serie B – girone B (Triveneto e Sardegna)ed al campionato Primavera che si svolgesu base nazionale (probabile un gironeVeneto, Trentino ed Alto Adige), non tra-scurando la nostra partecipazione al cam-pionato regionale Under 14. È stato con-fermato alla guida della prima squadra ilvincente Marco Tomasi ed il nuovo allena-tore dell’Under 19 è Massimo Caracristiche viene da precedenti esperienze nel

calcio femminile. L'anticipo dell'iniziocampionato di serie B (16 settembre), dicoppa Italia (12 settembre) e del campio-nato Primavera (30 settembre) hanno ac-corciato le vacanze estive e pertanto sinda agosto sono iniziati i primi allenamen-ti con le squadre di serie B ed Under 19seguiti dal ritiro a Roncone dal 22 al 28agosto della squadra di serie B compostada 18 elementi.”

ES_KMS (EnginSoft KnowledgeManagement System), is a new set ofsoftware tools and a future EnginSoftservice, dedicated to help companies inthe transition towards knowledge-basedorganisations.To consolidate and take advantage ofthe know-how and skills available withina company are key factors fordeveloping business. Although these arechallenges for most companies, help willbe at hand soon. ES-KMS is a newtechnology that EnginSoft is planning tooffer in the very near future. ES-KMS will support any organisation inovercoming barriers and in achievingfaster completion of creative, valueadded activities while removing simple,repetitive activities thus also improvingjob satisfaction.

“La mia azienda è una PMI che operanel campo della meccanica. Per se-guire il nostro cliente principale dob-biamo fare degli investimenti produt-tivi nell’Europa dell’est. Ci occupiamodella realizzazione d’attrezzature pro-duttive e della produzione di alcunicomponenti. Il nostro ufficio tecnicoè di piccole dimensioni e la formazio-ne di un tecnico in grado di operarecon un minimo d’indipendenza richie-de un periodo di tre o quattro anni.Come possiamo operare per consenti-re l’allargamento del nostrobusiness?”

Per chi, come EnginSoft, si trova con-tinuamente in contatto con un grannumero d’imprese questa richiesta, od’analoga tipologia, è sempre più fre-quente. Il problema comune a moltiimprenditori (soprattutto del nord-est) è quello di non riuscire a coniu-gare gli skills aziendali, il più dellevolte presenti in pochissime persone,con la necessità di allargare il propriobusiness, a volte con la conseguentenecessità di delocalizzare le proprie

attività. I problemi sono sia di natu-ra strutturale - la carenza di risorsecon competenze tecniche adeguate -sia di natura tecnico-organizzativa,vista la difficoltà di trasferire alleeventuali risorse lo specifico know-how aziendale in tempi compatibilicon le richieste del mercato.

Proprio per supportare le imprese nel-la risoluzione di questa seconda tipo-logia di problema, EnginSoft ha deci-so di indirizzare la propria task forcedi R&D nello sviluppo di strumenti emetodologie in grado di “catturare” ilknow-how delle singole imprese erenderlo facilmente fruibile all’inter-no dell’azienda anche in ambientigeografici distribuiti.

L’idea di fondo è quella di riuscire adesplicitare il know-how dell’impresa,che molto frequentemente è di tipotacito - cioè presente nella mente deltecnico progettista - e di renderlofruibile, il più oggettivamente possi-bile, a chi, all’interno dell’impresastessa, ne ha bisogno per l’operativi-tà quotidiana.

L’esplicitazione del know-how azien-dale richiede, in genere, una seried’interviste con l’esperto di dominio.Queste interviste sono normalmentefatte da ingegneri della conoscenza e,data la poca dimestichezza di questiultimi con problemi specifici di domi-nio, richiedono tempi che difficilmen-te sono compatibili con le attivitàcorrenti dell’esperto di dominio.

Questa problematica è automatica-mente risolta da EnginSoft che, po-tendo utilizzare le proprie competen-ze nei più svariati domini afferentialla meccanica, può realizzare la fasedi confronto tra i propri ingegneri egli esperti di dominio delle singoleimprese in tempi più consoni con ledisponibilità di questi ultimi.

L’idea di EnginSoft per l’esplicitazionedegli skills della singola impresa èbasata sull’individuazione e la forma-lizzazione di:

• modelli di “sviluppo prodotto” chevadano dalla sequenza delle ope-razioni (workflow) alle relative

ES_KMS: un nuovo strumento diEnginSoft per la “cattura” e la gestionedel know-how aziendale delle PMI

24 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

iterazioni necessarie per la gestio-ne delle modifiche;

• “schede prodotto” che contengo-no al loro interno i casi analoghigià affrontati, con chiara tracciadegli errori commessi e dellemotivazioni che hanno portatoalle scelte di successo. Le “schedeprodotto”, logicamente, devonosupportare anche le nuove tecno-logie di progettazione/verificaquali, ad esempio, le informazionidi input ed output delle analisiCAE di prodotto e/o di processo.

I modelli di “sviluppo prodotto” e le“schede prodotto” costituiscono ilcuore informativo dell’ES-KMS(EnginSoft_Knowledge ManagementSystem). Per facilitare la raccolta e lastrutturazione delle informazioni perogni singola azienda, il sistema pre-vede una serie di “meta” modelli di“sviluppo prodotto” di riferimento,distinti per dominio e per sottodomi-ni. Analogo discorso vale per le“schede prodotto”.

L’ES-KMS, oltre alle basi informative,prevede una serie di features che as-sicurano un supporto facile, efficien-te ed efficace all’operatore aziendalenello svolgimento del proprio lavoro.Tali features, che possono o meno es-sere attivate a seconda della compe-tenza maturata e dalla volontà del-l’operatore, riguardano:

• un sistema di workflow con possi-bilità di controllo, attraverso“check list” e “semafori”, dellostato di avanzamento dell’attivi-tà;

• un sistema di recovery delle infor-mazioni basato sullo status dellavoro (es. “schede prodotto” diparti analoghe) o su libera sceltadell’operatore (presenza di unmotore di ricerca);

• un sistema che tenga traccia dellavoro svolto (vari steps dell’atti-vità, motivazioni delle scelte,risultati di analisi CAE e/o speri-mentazioni, ecc.) e supporti lafase successiva di storage delleinformazioni inerenti il caso insviluppo;

• un sistema di tutorial per il sup-porto dell’operatore in caso diesperienza limitata sul progettoin sviluppo;

• eventuali altre richieste del-l’azienda compatibili conl’ES_KMS.

Il sistema ES_KMS, naturalmente, èstrutturato in modo da poter essereutilizzato dall’azienda su postazionidi lavoro differenti e geograficamen-te distribuite utilizzando il WEB, larete aziendale (quando presente) odentrambe le modalità.

Il sistema ES_KMS prevede anche l’in-terfacciamento con dei servizi speci-fici, normalmente offerti daEnginSoft, che vanno dalla possibili-tà di usufruire sul desktop dell’opera-tore di corsi di formazione a distanzasulle tecnologie CAE di prodotto e diprocesso, alla possibilità di utilizzareil cluster di calcolo di EnginSoft perle analisi CAE, ad un call center per larisoluzione di problemi afferenti l’uti-lizzo degli applicativi software distri-buiti.

Un’ulteriore feature, dedicata alle im-prese che utilizzano l’applicativo perl’ottimizzazione multiobiettivo e mul-tidisciplinare modeFRONTIER, è quel-la dell’interfacciamento diretto conl’ES_KMS.

Per lo sviluppo di ES_KMS, EnginSoft,oltre ad utilizzare le proprie compe-tenze negli svariati campi della mec-canica, del CAE di prodotto/processoe nell’information technology, per laparte di modellazione del know-howaziendale tramite approcci computa-zionali ha attivato una collaborazio-ne con il Dipartimento d’Informatica,Sistemistica e Telecomunicazionidell’Università di Milano Bicocca (DI-SCO) che, nel corso degli anni, hamaturato una notevole ed internazio-nalmente riconosciuta esperienza sultema.

Per ulteriori informaizoni:Ing. Angelo MessinaResponsabile R&D

[email protected]

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 25

EnginSoft amplia lesedi di Trento eMesagne (BR)

La nuova struttura operativa e sede le-gale di Trento di EnginSoft SpA è ormaidi prossima apertura. I lavori, duratiun anno, si concluderanno verso la fi-ne di ottobre per consegnare alla so-cietà una prestigiosa sede con ampispazi sia operativi che dedicati allaformazione ed alla ricerca.

Nella nuova sede saranno stabilmenteimpiegate oltre 20 persone, afferenti adiversi settori operativi dell'azienda,tra i quali anche una nuova unità dedi-cata alla meccatronica. Oltre agli spazioperativi la sede disporrà di una salacorsi con 25 posti di lavoro. Essa con-sentirà di ampliare l'offerta formativadi EnginSoft sia verso il mondo dell’in-dustria, che verso quello della ricerca.Fiore all’occhiello della nuova sede, peril team IT, è il nuovissimo cluster a200 core con una capacità di calcolo di1.8 Tflops. Il cluster, installato quattromesi fa, è in fase di set-up finale. Ilcluster sarà largamente impiegato inprogetti di ricerca, in relazione sia adapplicazioni HPC dei software per la si-mulazione virtuale, sia, più generica-mente, nell’ottica del progettonewFRONTIER, co-finanziato dallaProvincia Autonoma di Trento.Collocata a Mattarello, ad 8 km a suddi Trento, la nuova sede dispone dicollegamenti logistici molto favorevolisia utilizzando mezzi pubblici che au-to, trovandosi nei pressi di uno svinco-lo della circonvallazione della città.

A Mesagne (Brindisi) è inoltre in fasedi completamento la nuova sede, connuovi uffici ed un'ampia sala corsi eparcheggio. La sede è ubicata in zonaindustriale raggiungibile da Brindisi in10 minuti di auto dall'uscita della su-perstrada e dall'aeroporto. La nuovastruttura sarà operativa a partire dalprossimo Novembre.

Maggiori informazioni saranno presen-ti nel prossimo numero dellaNewsletter EnginSoft.

26 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

EnginSoft diventa azionista della socie-tà americana Ozen Engineering Inc. sot-toscrivendo una percentuale consistentedi azioni. Stessa operazione è statacompiuta anche da CADFEM, a dimostra-zione del notevole interesse da parte deidue soci fondatori di TechNet Alliance epincipali attori del mercato europeo delCAE verso il mercato nord-americano.L’intesa raggiunta non rappresenta unamera operazione finanziaria, ma piutto-sto una vera e propria partnership indu-striale tesa a portare in nord-america il

meglio delle competenze e dell’esperien-ze maturate in Europa nel settore dellasperimentazione virtuale e del CAE. Lascelta di puntare su Ozen EngineeringInc. trova facile motivazione nella vo-lontà di contribuire attivamente alla ra-pida ascesa di una societàche, già membro attivo diTechNet Alliance, condividecon EnginSoft la stessa visonedel mercato CAE e che comeEnginSoft riserva alla forma-zione un impegno ed un inte-resse costante, reso manifestoattraverso iniziative organizzate sia informa indipendente, che nell'ambito distrutture e partenariati dedicati. La collaborazione con EnginSoft si pre-gia tra l’altro dell’accordo recentementesottoscritto con ES.TEC.O Srl. per la di-stribuzione esclusiva da parte di OzenEngineering Inc. di modeFRONTIER nellostato della California.

Un ulteriore elemento di legame tra ledue società è rappresentato dal fattoche che Ozen Engineering Inc. è il prin-cipale distributore per gli U.S.A. diESAComp, il software per l’analisi e laprogettazione di strutture in materialicompositi. ESAComp è infatti prodotto esviluppato dalla finlandese

Componeering Inc., che risulta essereun’altra società partecipata daEnginSoft.

Ozen Engineering Inc.(www.ozeninc.com), California's soledistributor and consultant forPennsylvania-based ANSYS simulation

software, is jump-starting its plans toexpand its global customer base bymeans of a new series of initiatives andpartnerships. Already a member of theTechNet Alliance, the company wasfounded almost five years ago by Dr.

Metin Ozen and currentlyhas seven full timeemployees. Metin, whoreceived a BS degree inMechanical Engineering, aMS degree in AppliedMechanics and a PhD degreein Applied Mechanics, brings

with him 25 years of experience inApplied Mechanics. In the last threeyears the Ozen team has become aleader in the Silicon Valley and SanFrancisco Bay Area in applyingsimulation technology and finiteelement analysis to MEMS, FractureMechanics and Fatigue, Ball Grid Arrays(BGA's), Heat Transfer, Dynamics andCFD. The remarkable consultingexpertise developed by OzenEngineering Inc. in those disciplines isverified by the continuously growing

list of satisfied customer references.Nowadays Ozen Engineering Inc.represents the ideal partner for productdesign and innovation, dedicated totrain and support FEA & CFD simulationsolutions that accurately predictproduct design behaviors inmanufacturing and real-worldenvironments. Another branch ofexpertise for the Ozen team isBiomedical Analysis, with particularregards to the modelling of humanbody mechanics. The company hasrecently developed its own Java-coded

EnginSoft diventa azionista di OzenEngineering Inc.

Figure 1. Strain contours of solder balls in BGA package (ANSYS WORKBENCH).

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 27

program “Any2Ans”, which allows thecoupling between Anybody and ANSYSpackages (both distributed by OzenEng. Inc). The product has beenrecently unveiled to the public during aconference at Stanford University(California) and given the interest ofthe attendees, further development ofthe software are currently beingplanned. Ozen Engineering Inc. hasalso developed specific competences inthe field of Multi-Objective Design-Optimization, Robust Design, Designfor Six Sigma (DFSS) and ProcessIntegration (PI), which are thought torepresent the present and the nearfuture in CAE simulation. With respectto this, Ozen Engineering Inc. hasrecently signed an agreement forpromoting and distributing

modeFRONTIER (the multi-objective-optimization designcode developed by ES.TEC.O.Srl) in the California market.Ozen Engineering Inc. willtherefore be able to offer to theCalifornian market the best ofits multi-disciplinary experiencein simulation, analysis andoptimization. New initiativesare about to be taken in orderto approach the North Americancomposites market, especially

after the renewal of the agreement forthe distribution of ESAComp, softwarefor the Analysis and Design ofComposites Structures, developed byComponering Inc., which is anotherTechNet Alliance Member. The wholeOzen Engineering Inc. team and inparticular Dr. Ozen actively promotesthe culture of numerical simulation byorganizing seminars, conferences andsometimes even by giving free classeson CAE technology or by hosting openhouses. Dr. Ozen shows remarkablecommitment towards the local section(Santa Clara) of the American Societyof Mechanical Engineers (ASME), whichhe presided until last year. Originallylocated within the NASA AmesResearch Park, Ozen Engineering hasrecently moved to a brand new office inSunnyvale in order to accommodate theneed of more space for its rapidlygrowing business. Nevertheless themost relevant news for the company isrepresented by the recentestablishment of a new joint-venturewith two other major founding

members of the TechNet Alliance:CADFEM GmbH of Germany andEnginSoft Spa of Italy. In fullaccordance with the TechNet Alliancespirit, the new partnership is aimed atcombining the consulting expertise,engineering talent and productknowledge of each member into asingle subject so as to better serve theNorth American market and thereforecatch, together, new businessopportunities. The injection of newcapital in Ozen Engineering Inc. willturn out to be crucial in financing thefast growth of the company and willallow at the same time each of thepartners to access a new possiblemarket for its products. The mentionedagreement as already led to a firstconcrete step: a new office has beenopened in Greenville County, SouthCarolina. The location is reallypromising in terms of businessopportunities for the CAE consultingmarket, especially in the automotiveindustry, since many companiesoperating in this field are planning toopen an office in that area. In additionto that, both the University of SouthCarolina and the American Society ofAutomotive Engineers (SAE) havealready confirmed their future presencein this district, which is likely tobecome an excellent research center forthe automotive industry. The researchpark opening ceremony is scheduled totake place within two months. For more information please visit:www.greenvilleeconomicdevelopment.com

Figure 2. ANY2ANS Logo.

Figure 3. ANSYS CFX 11.0 post-processing of ANSYS results files.

Figure 4. FSI simulation: pressure on the impeller and velocity vector plot.

STAR stands for a funded Research Projectthat EnginSoft’s branch office in Mesagne(BR) is taking on as a new challenge. Theproject’s main objective is thedevelopment of an innovative simulationtool for the aeronautics and aerospaceindustries in Puglia. STAR also aims at thestrong consolidation of the software toolin the area to foster better knowledgetransfer to industrial research and productdevelopment.The project is to last 18 months and shall

lead to the creation of a technologicalplatform to build and possibly implementa virtual environment for the design andoptimization of computation codes andprocesses in the aerospace andaeronautics sectors.

All’inizio del 2006, la Regione Pugliadiede l’avvio, per mezzo di un avvisopubblico, alle procedure relative aiProgrammi Integrati di Agevolazioniin ambito territoriale (POR Puglia2000-2006), il cui oggetto sono pro-grammi di investimento finalizzati al-la utilizzazione, tramite l’ampliamen-to della base produttiva, dei risultatiderivanti da interventi di trasferimen-to tecnologico e/o da interventi nelcampo della ricerca industriale e svi-luppo precompetitivo. EnginSoftSpA., con la sua sede di Mesagne, haraccolto l’input offerto dalla regione eha prontamente aderito all’iniziativa,presentando il progetto STAR(Simulation Technology AeronauticResearch), il cui scopo è lo sviluppoper il settore aeronautico ed aerospa-ziale, di una innovativa tecnologiasoftware in grado sia di superare i li-miti che caratterizzano alcune fasiprogettuali di questo settore, sia diconsentire una progettazione integra-ta e un’ottimizzazione dei relativi

processi e prodotti. Ricostruendo lacronologia degli eventi, dopo averpresentato la preliminareManifestazione di Interesse a finemarzo, a dicembre, in virtù della po-sitiva valutazione dellaManifestazione, è stato presentato ilProgetto Analitico. In seguito ad unaattenta e scrupolosa valutazione delprogetto da parte dei soggetti prepo-sti (Regione Puglia, Sviluppo ItaliaPuglia, …), a fine giugno 2007 è ar-

rivata la comunicazione dell’approva-zione del progetto.

Le ragioni e le condizioni al contornoper la partecipazione di EnginSoft aiProgrammi Integrati di Agevolazioni(PIA), erano e sono quanto mai op-portune e favorevoli, perché se gliobiettivi di tale strumento agevolati-vo sono quelli di permettere ad unimpresa di ottenere, con un’unica do-manda, finanziamenti per molteplicifinalità. EnginSoft con tale strumentoha trovato il modo di legare sinergi-camente due diversi obiettivi: da unaparte, andare incontro all’esigenzadell’industria aeronautica e aerospa-ziale del territorio, sviluppando un in-novativo strumento integrato di si-mulazione (intervento nel campo del-la ricerca industriale e sviluppo pre-competitivo), dall’altra di consolidarela sua presenza nel territorio puglieseper mezzo di un qualificato incremen-to in termini di risorse umane e dicompetenze per l’attuale struttura diMesagne (ampliamento della baseproduttiva).

Entrando nel merito degli aspetti tec-nici, lo sviluppo progettuale di unprodotto tecnologico avanzato, qualesenza dubbio la componentistica del

settore aeronautico, impone l’utilizzodi strumenti progettuali di simulazio-ne che permettano di prevedere leprestazioni in esercizio del prodottogià in fase progettuale, quindi ancorprima che il prodotto sia realizzato esenza trascurare i processi tecnologi-ci produttivi cui esso è stato sottopo-sto, in quanto quest’ultimi ne in-fluenzano profondamente le presta-zioni ed il soddisfacimento degliobiettivi progettuali. Attualmente, glistrumenti numerici previsionali dispo-nibili in fase di progetto si basano sutecnologie che non permettono di af-frontare il problema in maniera inte-grata: lo sviluppo progettuale inge-gneristico di un prodotto viene trat-tato con una visione “a camere sta-gne”, vale a dire in maniera sequen-ziale, affrontando separatamente lediverse specifiche ed imponendo unalogica ricorsiva che non garantisce ilraggiungimento di soluzioni ottimali.Tali strumenti non permettono inoltreuna previsione attendibile delle realiprestazioni strutturali del singolocomponente in quanto trascurano glieffetti finali dei processi tecnologicicui è sottoposto durante la produzio-ne ed i successivi trattamenti e lavo-razioni. I limiti odierni del processoprogettuale, legati alla non disponibi-lità di strumenti software integratiche affrontino contestualmente i variaspetti e prevedano virtualmente ef-fetti e prestazioni, causano l’impossi-bilità di progettare in maniera organi-ca sia il prodotto finale sia il proces-so realizzativo dello stesso. Le speci-fiche che caratterizzano il progettoSTAR sono state scelte e definite allaluce di questi bisogni e priorità.L’omonima piattaforma che con essosi intende sviluppare, si strutturerà inun ambiente unitario di progettazionevirtuale, al cui interno saranno imple-mentati i codici di calcolo (sia esi-stenti sia creati ex novo), necessariper simulare ed ottimizzare trasver-

STAR (Simulation TechnologyAeronautic Research)

EnginSoft sarà impegnata in un progetto finanziato dallaRegione Puglia per un nuova e innovativa tecnologiasoftware dedicata alla progettazione nel settoreaereonautico

28 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

salmente le fasi progettuali associateai tipici processi tecnologici del com-parto aeronautico e aerospaziale. Nelprogetto STAR saranno implementate,integrate ed ottimizzate, per mezzodi idonei codici numerici, le seguentifasi:1. Gestione informazioni geometri-

che• Importazione file geometrici in

formato universale (IGES, STL);• Importazione file geometrici in

formato nativo;• Fixing problemi geometrici;• Routine auto trasferimento dati.

2. Produzione• Colata

3. Trattamento termico• Trattamenti termici massivi di

leghe ferrose e non• Trattamento superficiale

a. Carbocementazioneb. Nitrurazione

4. Saldatura• Saldatura ad arco• Saldatura laser

5. Esercizio

La struttura “aperta” che si intendeconferire alla piattaforma, consentiràdi implementare in un secondo tempoi processi che si renderanno necessa-ri. La figura seguente ripropone inmodo schematico le fasi implementa-te e gestite dalla piattaforma STAR.

Per quanto riguarda l’aspetto dell’am-pliamento della base produttiva, l’ap-provazione del progetto STAR ha sup-portato, anche da un punto di vistaeconomico, la scelta societaria di ac-quisire una sede di proprietà nella zo-na industriale di Mesagne. La nuovastruttura offre spazi sufficienti per al-loggiare sia gli attuali 6 dipendentiEnginSoft (per 3 di essi l’assunzione èriconducibile al progetto STAR), sia lemacchine di calcolo che il progetto inquestione e le attività standard diconsulenza richiedono. Inoltre, alli-neandosi alle altre sedi EnginSoft, ilnuovo ufficio di Mesagne consentiràdi svolgere in condizioni adeguate leattività di formazione associate, enon, alla fase di valorizzazione ed in-dustrializzazione del progetto stesso. Il progetto, che si articola su 18 me-si, prevede il contributo, sotto formadi consulenza esterna, dell’Universitàdel Salento (Laboratorio di Scienzadelle Costruzioni e Laboratorio diMetallurgia del Dipartimento diIngegneria dell’Innovazione), a con-ferma degli efficaci rapporti di colla-borazione che la sede EnginSoft diMesagne ha sviluppato con le struttu-re universitarie pugliesi.

Per ulteriori informazioni:Ing. Marco [email protected]

HIGH PRESSURE DIE CASTING: ONE TECHNOLOGY SUCCESSFULLY APPLIED

L’Associazione Italiana di Metallurgiaannuncia l’evento: “Pressocolata adalta pressione, una tecnologia appli-cata con successo”.

Sarà questo il tema trattato all’AIM– ATA CROSSWORLD il 27 e 28 set-tembre prossimi a Saint Vincent(AO), presso il Grand Hotel Billia,una due giorni che si propone dipromuovere lo scambio e l’analisidi esperienze diverse tra quanti,pur in ambiti differenti, utilizzanoe testimoniano il successo dellatecnologia HPDC.

Innumerevoli contesti industriali,dall’automotive a quello degli elet-trodomestici, dagli impianti termi-ci alla componentistica, beneficia-no delle caratteristiche uniche diquesta tecnologia, che dimostracosì di soddisfare le esigenze diprogettisti ed ingegneri ad ogni li-vello progettuale e produttivo, tan-to per applicazioni commerciali chedi nicchia.

Gli interventi che compongono laricca agenda della manifestazioneprenderanno in considerazione tut-ti gli elementi che concorrono adun continuo miglioramento di que-sta tecnologia, come l’impiego dimateriali e leghe innovative o ditecniche e processi di ottimizzazio-ne. In questa prospettiva si inseri-sce anche l’intervento cheEnginSoft proporrà all’evento, vol-to a sottolineare l’importante con-tributo degli strumenti di prototi-pazione virtuale ad uno sviluppoinnovativo del processo progettua-le e produttivo.

Per ulteriori informazioni ed iscri-zioni: www.enjoyevents.it

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 29

Dal 2002, ATA, Associazione Italiana dell’Automobile, propone unquestionario relativamente ai rapporti tra università ed industriaed alla loro evoluzione. Il questionario è proposto a un signifi-cativo campione di rappresentanti del mondo universitario, in-dustriale e delle istituzioni pubbliche, chiamati a valutare i fat-tori che condizionano il rapporto di collaborazione, la diffusio-ne delle best practice e le tendenze evolutive. I risultati del que-stionario sono poi condivisi e discussi nell’ambito di uno wor-kshop “Università-Industria”, che può dirsi, ormai, riferimentonazionale per l’argomento. L’ultima indagine condotta a livellonazionale – e di cui qui si propongono i grafici di estrema sin-tesi - mette in evidenza come tra i fattori che più condizionanoil rapporto Università Industria vi siano una ancora scarsa sen-

sibilità a livello Paese e un insufficiente impegno del settore fi-nanziario per le attività di ricerca; vengono tuttavia messi inevidenza segnali positivi, associati alle soluzioni avviate per mi-gliorare i rapporti tra Università e Industria, quali i progetti co-muni di ricerca presentati agli enti finanziatori e le strutture disupporto sviluppate in ambito universitario per la promozione ela diffusione della ricerca. I risultati completi del questionario,e la relativa discussione, saranno presentati in una prossimaedizione della rivista ufficiale dell’ ATA, cui gli interessati so-no indirizzati.

Per maggiori informazioni: ATA - Ass. Tecnica dell’AutomobileOrbassano (TO) - www.ata.it

Università-Industria:Sintesi della presentazione dei risultatidel Questionario 2007

Confronto tra i ranking 2007-2005

La situazione complessiva

30 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

La mappa complessiva

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 31

CSAI and EnginSoft formcollaboration to develop AIhybridization technologiesRecently, EnginSoft has entered into acollaboration agreement with the“Complex Systems & ArtificialIntelligence Center” CSAI of theUniversity of Milan, Bicocca.

The CSAI represents a comprehensivetask force and team of experts of theresearch, specifically industry-relatedresearch, of DISCo, the Department ofInformatics, Systems andCommunication. In Januray 1999, DISCo was transferredfrom the Computer Science departmentof the Università degli Studi di Milano tothe new Università degli Studi di MilanoBicocca.DISCo research is organized in fourmacro-areas, each with its own researchlabs:

• Software architecture and analysis,distributed systems, imaging andartificial vision, robotics

• Data bases and information systems,artificial intelligence, knowledgeengineering and management, coo-perative technologies

• Bioinformatics, complex systems,formal models of distributed systems

• Information, finance and environ-ment, computational networks anddecision sciences

As outlined in previous issues of theEnginSoft Newsletter, (“The koonetproject”, nr. 3, 2005, p.22;“Computational Knowledge meetsEvolutionary Economics”, nr. 4, 2005,pp 21) EnginSoft’s and CSAI’s maincommon interest in research andcollaboration is based on the

development of possible hybridizationtechnologies between modeFRONTIER(or at least the modeFRONTIERenvironment) and approaches comingfrom artificial intelligence and cognitivescience methods. Thus including toolsand technologies for knowledgemanagement, design and development

of knowledge-based systems and forknowledge management activities ingeneral (Case-Based Reasoning,Qualitative Reasoning).

The collaboration between EnginSoftand CSAI is part of the newFRONTIERproject which we presented briefly in aprevious issue of the Newsletter, (nr. 3,2006, p. 12)

Presso l’Università di Milano-Bicocca,con cui dal 2005 EnginSoft ha stipu-lato una convenzione per collaborarea innovativi progetti di ricerca e disviluppo applicativo, è di recentestato istituito il Centro di RicercaCSAI “Complex Systems & ArtificialIntelligence” (Direttore Prof. StefaniaBandini - www.csai.disco.unimib.it).

CSAI nasce da unaconsolidata espe-rienza scientifica eapplicativa di livel-lo internazionale diun gruppo di ricer-catori del Diparti-mento di Informa-tica, Sistemistica eComunicazione cherappresentano unventaglio di qualifi-cate e consolidatecompetenze nel-

l’ambito delle scienze della comples-sità, delle tecnologie per la gestione,la rappresentazione e il trattamentodella conoscenza, e delle ricadute disoluzioni tecnologiche innovativenell’ambito sociale e produttivo.Questo gruppo di ricercatori, oltre arisultati scientifici riconosciuti a li-vello internazionale, ha al proprio at-tivo lo sviluppo di importanti proget-ti applicativi supportati da istituzio-ni pubbliche e private.

Scopo del Centro di Ricerca CSAI è lacreazione, a livello nazionale e inter-nazionale, di un punto di riferimentoscientifico e culturale per la promo-zione, lo studio e lo sviluppo applica-tivo di soluzioni innovative basate sumodelli derivati dalle Scienze deiSistemi Complessi e dall’IntelligenzaArtificiale.Per l’attuazione di questo piano d’at-tività lo CSAI si avvale di unComitato Scientifico Internazionalecomposto di studiosi di chiara famache da tempo hanno instaurato con imembri del Centro relazioni di collabo-razione, di disegno e svolgimento diprogetti, e di produzione scientifica.

La nascita del Centro CSAI è statapossibile anche grazie al supporto eall’impegno alla collaborazione fina-

L’accordo di EnginSoft con il CSAI diMilano Bicocca prelude a nuovi, importanti sviluppi applicativi

EnginSoft collabora con CSAI di Milano per la gestione, larappresentazione ed il trattamento della conoscenza.

32 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

lizzata per progetti di carattere appli-cativo di un gruppo di partner indu-striali che condividono le finalità delCentro stesso: Areatecnica VigneAssociati (Belluno), ProjectAutomation (Monza), Akhela –Gruppo Saras (Milano), Studio LegalePetrucci & Associati (Milano),N.O.A.H. Guitars (Milano), ITEA –Terramodena (Reggio Emilia).

Le attività pianificate per il triennio2007-2009 sono caratterizzate dallaloro portata multidisciplinare e diconfronto internazionale. Come suastrategia operativa, il Centro CSAI haselezionato quattro principali Areed’attività, attualmente condivise danetwork internazionali con cui si svi-luppano progetti comuni di collabo-razione, ricerca e promozione:

• CROWDS (modeling & simulationof crowd dynamics) - studio esimulazione del comportamentodinamico della folla (CrowdsBehavior Simulation) in ambientid’aggregazione sociale, al fine disupportare metodi per la gestionee la sicurezza in spazi pubblici eprivati.

• CuRM (Cultural ResourceManagement) - gestione informa-tizzata del patrimonio culturaleper mezzo di nuovi modelli di rap-presentazione della conoscenza edi sistemi dinamici complessi alfine di tesaurizzare, valorizzare erendere fruibili dati e conoscenzeper lo studio delle civiltà e dellaloro evoluzione.

• CoKEE (Computational Knowledge& Evolutionary Economics) - svi-luppo di nuovi modelli computa-zionali per supportare lo studio,la rappresentazione, la simulazio-ne e la sperimentazione di scena-ri economici complessi particolar-mente rappresentativi dell’econo-mia evolutiva.

• DES&ARTS (computational modelsfor Design and Arts) - messa apunto di strumenti computazio-nali a supporto di nuove conce-zioni dell’architettura pubblica edella progettazione di espressioni

artistiche d’avanguar-dia, al fine di aprirepossibilità integrate dinuove forme di creativi-tà, in collaborazionecon artisti, architetti edesigner di fama inter-nazionale

COMPETENZE ED ESPERIENZEIl consolidamento in unCentro di Ricerca di compe-tenze ed esperienze accu-mulate e tesaurizzate dalgruppo degli afferenti rap-presentano una base opera-tiva solida per poter affron-tare, mediante le sue atti-vità, le sfide che oggi ponela ricerca se si confrontacon una realtà produttiva esociale sempre più com-plessa e globale.Le competenze e gli inte-ressi di CSAI nel contestoscientifico e di ricercadell’Intelligenza Artificiale e SistemiComplessi sono principalmente rivol-ti allo sviluppo e alla sperimentazio-ne di modelli originali per la realizza-zione di servizi e sistemi innovativi,e saranno completamente focalizzatesui progetti delle Aree su cui si con-centra il Piano Triennale.

• Sistemi di simulazione di dinami-che emergenti in sistemi com-plessi, con particolare riferimentoa temi quali di localizzazione dispazi strategici in ambiente urba-no, lo studio della formazione dipattern significativi nella dinami-ca di sistemi dinamici discreti, lafluodinamica, lo studio del caosin sistemi dinamici, la creazionedi modelli per sistemi preda-pre-datore e la formazione di struttu-re regolari.

• Applicazioni Web adattive basatesu architetture ad agenti eteroge-nei (interface agents e useragents) e approccio ontologicoalla strutturazione dei contenuti(Semantic Web) finalizzata allarealizzazione di percorsi semanti-

ci di navigazione e ricerca.• Modelli concettuali e computazio-

nali per sistemi basati su CBR(Case Based Reasoning – ragiona-mento per analogia tra problemi)per il supporto di attività decisio-nali e di progettazione: dalla for-mulazione chimica di composti ingomma alla diagnostica per l’in-dustria meccanica.

• Strumenti di supporto alle attivi-tà knowledge engineering andmanagement (interviste struttu-rate, simulazioni di scenario, …)mediante l’uso di ontologie, retidi influenza, reti SA*, particolar-mente adatte nel design di pro-dotto e di processo.

• Tecniche di Soft Computing(Algoritmi Evolutivi, Reti Neurali,Sistemi Fuzzy) perApprendimento Automatico eData Mining, utilizzando ancheparadigmi di ProgrammazioneParallela.

Per maggiori informazioni:Ing. Angelo [email protected]

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 33

The prediction of fatigue, brittle fractureand other failure mechanisms thatcause cracking is a continual problemfor designers of engineering componentsand structures. But help is at hand. TheTheory of Critical Distances is a methodwhich can be easily interfaced to FEAand other types of stress analysissoftware. It is a simple and accuratemethod for estimating the effect ofstress concentration features. Thisarticle is a brief summary of the authors’experiences in using and developing themethod over the last ten years.

Modern computational methods such asfinite element analysis allow us toconduct accurate stress analysis, evenfor large, complex structures andcomponents. But how can we use this

wealth of information to predict, andhopefully avoid, mechanical failure?There are many approaches to thisproblem but, as yet, no completesolution. Failure, by processes such asfatigue and brittle fracture, invariablystarts from stress concentrationfeatures on components, features suchas corners, holes, notches and defects.The Theory of Critical Distances (TCD)offers a simple, practical option for theanalysis of stress concentrationfeatures. It can be easily interfaced toFEA and is capable of the necessarylevel of accuracy when dealing withpractical problems in design and failureanalysis.

The TCD is not a new approach; it wassuggested over fifty years ago, butinterest in the method has grownrecently now that computing powerallows us to describe stress fields inthe vicinity of stress concentrationfeatures with the necessary resolution.The current state-of-the-art has beendescribed in a recent book (1), the firstever to be written on this subject,which summarises the researchconducted to date worldwide andcontains many case studies andexamples taken from the author’s ownconsultancy work.Fig.1 illustrates a typical industrialproblem: the prediction of fatiguefailure in a suspension component, aproject which was carried out incollaboration with the Fiat Research

Centre. Given its complex shape andload history, such a componentcontains many stress concentrationfeatures. The maximum stress wasfound to occur at Feature 1, a filletwith a very sharp corner radius.Conventional fatigue analysis packagesin commercial FE software predictedfailure at this location. However, theTCD correctly predicted that failurewould occur at Feature 2. Why did thishappen? The trick is to realise that themaximum stress is not the onlyimportant parameter; one also needs toknow the stress gradient. In featuressuch as the Feature 1, the stressdecreases rapidly as one moves away

from the feature, so the stressedvolume is small. Fatigue cracks formeasily at such features, but find itdifficult to keep growing as theypropagate into the lower-stress regionsaround them.

The TCD is a method which takesaccount of both maximum stress andstress gradient. In practice there arevarious ways of doing this which we donot have time to discuss in detail inthis short article. The first step is todetermine a parameter known as thecritical distance, L. This parameter isassumed to be constant for thematerial, though in the case of fatigueit would be expected to vary with meanstress and the number of cycles tofailure just as other material constantssuch as the fatigue limit will vary. Thevalue of L can be determined either byconducting experiments on notchedspecimens or by using knownrelationships with other materialproperties. For example in the case of

The Theory of Critical Distances: AUseful Tool for Failure Prediction

Please visit the website of the

publishers - Elsevier:

www.elsevier.com

ISBN-13: 978-0-08-044478-9

ISBN-10: 0-08-044478-4

34 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

La teoria delle distanze critiche: un utile strumento per laprevisione della rotturaLa progettazione di componenti e strutture richiede accurate analisi per poterprevedere o evitare cedimenti o rotture di meccanismi. Questo libro - “La teoria delle distanze critiche (TCD): una nuova prospettiva inmeccanica della frattura” - presenta un metodo per analizzare i punti di maggio-re concentrazione della tensione, considerando sia lo stress massimo che il gra-diente di tensione in relazione alla distanza critica. Le diverse procedure possi-bili, presentate nel manuale, adatte all’interfacciamento e al postprocessing construmenti FEA ed applicate a casi critici, hanno ottenuto risultati in linea con idati sperimentali, fornendo anche un valido supporto ai metodi tradizionali.

fatigue limit prediction one can use thefollowing equation:

Here Δth is the material’s crackpropagation threshold stress intensityrange and Δσo is its fatigue limit.

The simplest methods in the TCD, whichare also the ones most suited to post-processing FE results, are methodswhich examine the elastic stress fieldnear the feature and use this tocalculate a characteristic stress. Forexample, in the method which we callthe Line Method (LM), thecharacteristic stress is the averagestress calculated on a line of length 2Ldrawn from the maximum stresslocation (the ‘hot spot’). Even simpleris the Point Method (PM), for which thecharacteristic stress is the stress at asingle point, located a distance L/2from the hot spot. Other methods arealso available within the TCD, some ofwhich use averaging over areas orvolumes of material, whilst othersinvolve the consideration of crackswhose lengths, or growth increments,are also a function of L. However, wehave found that the PM and LM givevery good accuracy, as will now beillustrated for two classic problems:

1) The effect of notch root radius. Fig.2shows experimental data andpredictions for the fatigue strength ofnotches with constant length andvarying root radius. This is typical of alot of data of this kind which we haveanalysed (3): the PM tends to beslightly more accurate than the LM, buttypically both methods give errors ofless than 20%.2) Feature size. The effect of a featuresuch as a hole depends on its sizebecause, whilst size may not alter themaximum stress, it will change thestress gradient. Smaller holes are lessdangerous; this may be crucial whenconsidering the effect of defects suchas casting porosity or inclusions. This last example also illustrates thefact that the TCD can be applied notonly to problems in fatigue but also tobrittle fracture under monotonic loads.In principle it can be used for anysituation where failure occurs bycracking: we have already applied it toproblems in fretting fatigue and crackpropagation through both brittle andductile materials. It is applicable to allkinds of materials: for example it isbeing extensively used to assessstructures made from fibre compositelaminates such as aircraft wings andbridges. Multiaxial loading is a subjectof great importance for industrialcomponents, especially as regards theirfatigue behaviour. Stress concentration

features often experience combinationsof tension, shear and torsion, both in-phase and out-of-phase with eachother. In some recent work we showedthat the TCD could be successfullyapplied to predict the high-cyclefatigue behaviour of specimenscontaining notches, subjected tovarious types of multiaxial loading.Extra complexity arises here because ofthe three-dimensional nature of theproblem. TO solve this, we developed astrategy for selecting the appropriatepoint or line for use with the PM andLM respectively, allowing us to use theTCD in conjunction with existingtheories of the critical-plane type.Further work is needed to consider theeffect of variable amplitude loading,but in principle there is no reason whyexisting methods such as rainflowcounting cannot be used inconjunction with the TCD.

Further information can be obtained bycontacting the authors. We are veryinterested in hearing about theexperiences of others in using the TCDand in working together with industrialdesigners to improve the method andextend its range of applicability.

David Taylor, Trinity College Dublin,Ireland [email protected] Susmel, University of Ferrara,Italy

Figure 1. This Fiat suspension component contains manystress concentration features. The maximum stress occurs atthe sharp corner of the fillet in Feature 1, but fatigue failuresactually occurred from Feature 2. This unexpected outcomearises due to the differing stress gradients at the features. The TCD was able to correctly predict the outcome, and toestimate the number of cycles to failure

Figure 2. A classic problem in metal fatigue: the effect of notchroot radius on the high-cycle fatigue limit. Experimental data onsteel can be accurately predicted using the Point Method (PM),or the Line Method (LM), though the latter gives a small non-conservative error.

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 35

Founded in 1995, US-basedDatapointLabs is a world-classmaterials testing company withexpertise in plastics, rubber, foams,food, ceramics, and metals.DatapointLabs’ ISO 17025 certified testfacilities have the capabilities tomeasure all physical properties neededfor CAE, including tensile, compressive,shear, high strain rate, hyperelastic,visco-elastic, creep, stress relaxation,fatigue, thermal, flow, PVT.DatapointLabs maintains closetechnical cooperation with over 17 CAEcompanies to provide material modelcalibration services via TestPaks®, its

CAE-specialized product line, andrelated web site: www.testpaks.com.TestPaks® allow design engineers toorder material testing services in CAE-relevant terms and receive ready-to-usematerial input decks, with all themeasurements and model fittingneeded for simulation. Free web-basedaccess to test results is provided via

Matereality (www.matereality.com),where clients can form their ownpersonal material library of materialdata and models.

DatapointLabs brings to CAE clients thebenefit of a specialized laboratory, butone that has high throughput,production-type 5-day turnaround.TestPaks® are consistent - properties aregenerated the same way, every time fora particular material model. At the sametime, TestPaks® are cost-effective andeasy to order - they are available forover 25 CAE programs. DatapointLabshas ABAQUS, ANSYS, LS-DYNA and NX

Nastran in-house for enhanced CAEsupport. Today, DatapointLabs serves everyindustry segment where quality productdevelopment occurs: automotive,aerospace, biomedical, consumerproducts, food and toys. Based on itsunique expertise and dedication tocustomer satisfaction, DatapointLabs

has established aloyal customer base of

over 600 companies globally since itsfoundation.To market TestPaks® and thus toperfectly service the market in the areaof material testing for CAE and designapplications in Italy, DatapointLabsand EnginSoft have decided to launch acollaboration.Given EnginSoft’s immense knowledgeof its home market and its broadsoftware product portfolio, that thecompany has been selling andsupporting for many years, andconsidering that the TestPaks® productline complements in an extremelyeffective way, the decision tocollaborate in the material testingsector in Italy has arisen natural andself-evident.

DatapointLabs and EnginSoft launchcollaboration to market TestPaks® in Italy

Materials and CAE at theEnginSoft CAE Users’ Meeting 2007

EnginSoft is delighted to have foundDatapointLabs as a new partner towiden its product portfolio and towelcome Hubert Lobo, its founder andpresident, as a keynote speakerpresenting on materials and CAE inthe Plenary Session of the EnginSoftCAE Users’ Meeting 2007.DatapointLabs will also participate inthe accompanying exhibition to showits products and technology to anaudience from industry and academia.

August 2007 – DatapointLabs and EnginSoft willcollaborate to introduce and market the line of TestPaks® products in Italy

High strain properties generated at DatapointLabs. Image courtesy, Matereality

36 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

EnginSoft is an Honorary Member ofAssomotoracing, a non-profit,democratic and apolitical associationdevoted to motor-sports.Assomotoracing develops didacticactivities which are dedicated to allthose interested in motor-sports and ofparticular benefit to universities,technical institutes, museums andthemed exhibitions. Assomotoracingpromotes motor-sports in Italy andaround the globe to academia and to awidespread public.

La storia degli ultimi 100 anni ha con-segnato al mito le auto e i veicoli dacompetizione, gli uomini e le donne cheli hanno pilotati, ultimi eroi di un’epo-ca irripetibile di scoperte e di sfide lan-ciate in nome di un progresso che haraggiunto traguardi all’inizio inimmagi-nabili. I volti di questi grandi campionisono impressi sul podio della storia. Mala polvere delle piste, in terra battutaprima, poi lastricate d’asfalto, non si ècompletamente alzata sul viso e sul la-voro di quanti, dietro le quinte, hannopermesso di raggiungere questi risulta-ti. Per valorizzare questo ricco patrimo-nio di vite, scoperte e sviluppo, prodot-to da tecnici, ricercatori e imprese nel-l’ambito del motorismo da competizionesportivo, nasce Assomotoracing, la pri-ma associazione culturale in Italia sullastoria della tecnica del motorismo dacompetizione. L’associazione onlus, co-stituita lo scorso gennaio a Bologna pervolontà di un gruppo di tecnici e appas-sionati, ha lo scopo di promuovere e dif-fondere le tematiche legate alla storiapassata e attuale del motorismo dacompetizione sportivo (auto, moto, go-kart, nautica e aeronautica) attraversoiniziative divulgative e convegni, even-ti e scambi culturali con Enti Universi-tari, Istituti tecnici, Musei e Mostre te-matiche in Italia e all’Estero. Tra le finalità di Assomotoracing: pro-muovere un'opera sistematica di ricerca

e di raccolta di documenti sul mondodel motorismo da competizione con lacreazione di un Centro diDocumentazione e annessa biblioteca,fototeca e videoteca, dotato di suppor-ti informatici (DVD), banche datiInternet a disposizione dei suoi associa-ti ma anche di studenti e ricercatori. Trai progetti futuri più impegnativi, in col-laborazione con importanti editori delsettore, c’è la creazione di una bancadati che raccoglie tutti i fornitori di ma-teriali, tecnologie, su-bfor-nitori, preparatori che ope-rano nel settore del racingprofessionale.L’associazione organizza,coordina e partecipa a seminari, incon-tri tematici e giornate di studio e, inol-tre, ad eventi speciali nell’ambito di fie-re e mostre in Italia e all’estero; curapubblicazioni e informa i propri associa-ti mediante un periodico e una piatta-forma Internet costantemente aggiorna-ta che propone informazioni utili, re-censioni su libri e novità editoriali sulmotorismo, testimonianze (saggi, inter-viste) dei protagonisti, risultati di ricer-che e studi.

Assomotoracing si rivolge alleAssociazioni e ai Club interessati allostudio o alla conoscenza delle disciplinetecniche applicate al settore del motori-smo da competizione, all’universo dellaricerca scientifica e a quello delle azien-de che operano nel settore, oltre ai nu-merosi appassionati di tutte le discipli-ne sportive motoristiche. Nel Comitato d’Onore diAssomotoracing, che sta raccogliendonumerosi consensi e adesioni, hanno giàfatto il loro ingresso: ErmannoBonfiglioli, direttore ProgettazioneCambi e Motori di Ferrari Spa; MauroForghieri, direttore tecnico e sportivoFerrari dall’inizio degli anni ’60 alla finedegli ’80, oggi direttore tecnico di OralEngineering; Francesco Stanguellini

fondatore del Museo dell’Auto StoricaStanguellini di Modena e figlio diVittorio creatore dell'industria automo-bilistica; Gualtiero Valeri, presidente diMontevenda Engineering InternationalAssociation di Lugano; Enrico Costa delCermet, i docenti Giovanni Barozzi - re-sponsabile del progetto Tecnostoria -Andrisano, Cantore – presidente ATAEmilia Romagna – e Strozzi della Facoltàdi Ingegneria dell’Università di Modenae Reggio Emilia, Marino del Politecnico

di Torino, Tomesani dell’Università diBologna, Garagnani dell’Università diFerrara, Bonollo dell’Università diPadova; Renzi dell’Università di Roma;Piero Parona di EnginSoft Spa e il foto-grafo sportivo Franco Zagari che ha fis-sato nelle sue splendide immagini più dicinquant’anni di corse. L’attuale presidente di AssomotoracingAlfonso Galvani, esperto di processi in-dustriali e materiali innovativi, dalla fi-ne degli anni 50 responsabile tecnicodel reparto corse Stanguellini, assisten-te di Carlo Chiti direttore del repartocorse Ferrari e successivamente in ATSSerenissima, esprime grande soddisfa-zione, prefigurando aspettative positiveper la nascita della nuova realtà: “La na-scita di un’associazione culturale cheintende salvaguardare e valorizzare lastoria della tecnica del motorismo dacompetizione segna un punto importan-te per far crescere nella società la con-siderazione della ricerca e dello sviluppotecnologico come ricchezza primariadell’ingegno dell’umanità, non solo daun punto di vista economico, ma comefondamento culturale di promozione esviluppo”.

Il sito dell'associazione è:www.assomotoracing.it

Nasce Assomotoracing: la Storia, iPersonaggi, le Innovazioni della Tecnicadel Motorismo da Competizione

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 37

Le Fonderie SCM fanno parte del GruppoSCM, leader mondiale nel settore dellemacchine e sistemi per la lavorazionedel legno (3071 dipendenti, 20 stabili-menti, 500 M fatturato). Il gruppo,dotato anche di settori industriali di-versi (elettrico, elettromeccanico, car-pentieristico, cutting & painting) gra-zie alla presenza delle fonderie risultaessere uno dei pochi a livello mondialecompletamente integrato.Nate nel 1932, le due fonderie produco-no fusioni in ghisa grigia e sferoidalefino a 3000 kg a partire da pochi cam-pioni fino alla produzione di serie perun totale di 30.000 tonnellate annue.Le Fonderie SCM producono getti per ilgruppo (7%) ma soprattutto per impor-tanti clienti terzi quali adesempio IVECO, LOWARA,BONFIGLIOLI, ROSSI, CNH,SAME, LANDINI, WHIRLPO-OL, ALSTOM, ANSALDOBRE-DA, COMAU, ABB, DINAMICOIL, INGERSOLL RAND, AL-FA LAVAL. Si propongono come impor-tante partner nella fase di co-enginee-ring, prototipazione rapida ed avvia-mento prodotto confrontandosi con ilcliente fin dalla fase di ideazione delprodotto; questa filosofia consentel’ottimizzazione del processo produtti-vo e di conseguenza un miglioramentodel rapporto qualità-prezzo.Nelle fotografie, alcuni prodotti: dalsettore tessile alla trazione pesante, fi-no a getti utilizzati nei centri a con-trollo numerico prodotti negli stessistabilimenti del Gruppo SCM.Le Fonderie SCM sono costituite da unasede centrale a Rimini e da due stabili-menti produttivi, uno a Rimini per leproduzioni di piccola e media serie el’altro a Villa Verucchio (RN) per le pro-duzioni di piccolissima serie e di gettidalle dimensioni e masse speciali.Fra le tecnologie utilizzate vi sono inparticolare due impianti automatici diformatura in terra a verde, un impiantodi formatura chimica con sabbia e resi-na, due impianti di fusione (un cubilot-to da 12t/h ed un forno rotativo a gas

da 20t), un forno elettrico d'attesa da30 t, due impianti per trattamenti ter-mici ed un'isola robotizzata per la sba-vatura automatica dei getti. Visitate il sito di SCM Fonderie all’indi-rizzo: www.scmfonderie.com

L’utilizzo di MAGMASOFT nella progettazioneMAGMASOFT è stato integrato nell’orga-nizzazione a partire dal progetto e con-sente di anticipare i problemi, riducen-do contemporaneamente i costi. Si pos-sono valutare alternative produttive inpoche ore altrimenti realizzabili solocon campionature reali dai costi e daitempi improponibili. Inoltre, grazie al-l’utilizzo del software MAGMASOFT si è

in grado di simulare il cuo-re del processo produttivoe di ottenere prodotti tec-nologicamente avanzatinell’ottica del co-enginee-ring già citato.Da quando si utilizza

MAGMASOFT, grazie ad una notevolechiarezza dei risultati ed alla possibili-tà di visualizzare molti parametri fisi-co-chimici si evidenzia una maggior fa-cilità nell'ottenere dai clienti modifichein quanto supportate da strumenti in-formatici piuttosto che richiederli sullabase della sola esperienza fusiva. Unodei progetti più recenti incui MAGMASOFT è risultatodeterminante ha riguarda-to un getto per l'industriaoleodinamica avente mas-sa di quasi 1300 Kg soloall'apparenza semplice. Leinnumerevoli lavorazioni meccanicheche il getto (rappresentato sopra) devesubire implicano l'indispensabile perfe-zione del cuore. Un grezzo dal diametrodi 1350 mm, alto 510 mm e con diver-se variazioni di sezione circonferenzia-le comporta notevoli difficoltà di ali-mentazione e di conseguente correttasolidificazione. Grazie alle varie simula-zioni si è potuto decidere quale è la mi-glior combinazione e numero di alimen-tatori, di raffreddatori, degli attacchi e

del canale di colata, ed infine della po-sizione del getto sul piano di sformo. Iltutto per ottenere un pezzo sano e pri-vo di porosità alla prima campionaturacome ha dimostrato il successivo col-laudo agli ultrasuoni e la finale lavora-zione alle macchine utensili. La via tra-dizionale “per tentativi” avrebbe avutocosti insopportabili e tempi decisa-mente più lunghi. L'obiettivo da perse-guire diventa così non più solo “fare unmanufatto”, ma studiare “come farlo”nel migliore dei modi per far avvicinarele esigenze del cliente a quelle dellafonderia.

Perché EnginSoft e MAGMASOFT nelleFonderie del Gruppo SCMNel corso del 2003 Fonderie SCM hamaturato la decisione di progettare lefusioni simulandone la producibilità. IlDott. Cucchetti, Responsabile R&S diFonderie SCM dichiara: “Dopo un atten-to esame del mercato con la realizza-zione di un benchmark, siamo giunti al-la conclusione che il softwareMAGMASOFT era in assoluto il più per-formante e rispondeva con maggiordettaglio alle esigenze di un’aziendadel Gruppo SCM”.“MAGMASOFT è uno strumento validoper ottenere getti con le caratteristicherichieste dal cliente fin dalla prima

campionatura. Permetteinoltre di suggerirgli even-tuali modifiche per miglio-rare la fattibilità di un pro-dotto riducendone il costo.Infine permette di realizza-re prototipi in tempi brevi,

componente essenziale per acquisirenuovi prodotti”, afferma il Sig.Marchetti, Direttore dell'Ufficio tecni-co. Il Direttore Generale, Ing. DellaFornace: “Abbiamo trovato in EnginSoftun partner estremamente professionalenelle tecnologie specifiche, che ci haconsentito di andare a regime in tempibrevi. Inoltre, sappiamo che il rapportofra i nostri gruppi può ulteriormenteampliarsi grazie alla loro esperienzamultidisciplinare”.

Gruppo SCM: innovazione fin dalla fonderia

38 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

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QSPortal (Queuing System Portal) è unprogetto pilota incluso nella più ampiainiziativa NewFrontier, e teso a contribui-re allo sviluppo di modeFRONTIER, inve-stigando sulle problematiche legate allarealizzazione di un portale web che facciada interfaccia a sistemi a code.

La piattaforma modeFRONTIER di oggi èessenzialmente una applicazione de-sktop, pensata per l’utilizzo locale. IlmodeFRONTIER del futuro prossimo guar-da al web, all’utilizzo condiviso e allafruibilità del prodotto come servizio, e,dunque, ad una architettura nuova di ti-po client-server, che si affianchi a quan-to offerto dalla tecnologia attuale.La prospettiva, ancora in fase di studio e

miglior definizione, è quella di un’istanzaserver di modeFRONTIER, che funga darepository online condiviso delle bestpractices e del know how aziendale ine-rente le problematiche di integrazione eottimizzazione proprie della piattaforma-sistema. Il servizio permetterà alle ver-sioni client di modeFRONTIER – siano es-se un interfaccia web o un applicazionedesktop del tutto simile a quella attuale– di esporre i propri workflow online e direnderli fruibili ad altri client. Di fattoverrà introdotto un layer superiore all’ar-chitettura, nel quale il workflow pubbli-cato assume la dimensione di nodo in unworkflow di più alto livello, una sorta diworkflow di workflows, o, in altri termini,di processo aziendale.

Un modeFRONTIER server, inoltre, per-metterà una stretta integrazione del pro-dotto con i sistemi a code montati suicluster aziendali, facilitando quindi losfruttamento ottimale della potenza dicalcolo disponibile.Un' architettura rivisitata in questa otti-ca, in linea teorica, garantisce la possibi-lità di raccogliere in maniera organizzatae automatizzata le informazioni riguar-

danti lo storico delle analisi/run dimodeFRONTIER, facendone una risorsaper gli utilizzi futuri, una fonte di espe-rienza sfruttabile e, almeno parzialmente,riutilizzabile. Infine un' architettura di questo tipo fa-vorisce la differenziazione in almeno duelivelli di utilizzo di modeFRONTIER: il li-vello di creazione del workflow/processo,che richiede competenze nell’utilizzo dimodeFRONTIER, e il livello di utilizzo delservizio esposto, che non richiede com-petenze in materia di integrazione/otti-mizzazione assistita da modeFRONTIER.

L’idea di NewFrontier è senz’altro ambi-ziosa. Sono molte le aree da investigare ericercare prima di giungere a delle speci-

fiche ben definite. Occorre capire come laconoscenza di un problema affrontatocon modeFRONTIER possa essere riutiliz-zata in un problema non identico ma ana-logo. Occorre pensare come questa cono-scenza possa venire memorizzata e cata-logata in modo che sia facilmente fruibi-le in analisi successive. Occorre trovareuna maniera per “incapsulare” workflowsin nodi, e permettere quindi l'introduzio-ne del nuovo layer di cui si parlava pre-cedentemente. Da ultimo, occorre padro-neggiare una pluralità di tecnologie cheinevitabilmente vengono coinvolte nellarealizzazione di un sistema di questo ti-po. Tra queste: sistemi a code, necessariper la distribuzione del carico di lavorodei job sui nodi del cluster (load balan-cing); protocolli efficienti e affidabili perla trasmissione di files di una certa di-mensione su rete; linguaggi per la descri-zione di jobs, workflows e processi; tec-nologie web per lo sviluppo di applicazio-ni client-server o di interfaccie web; webservices e protocolli e standard associati;database e sistemi di persistenza; …

Per questo motivo, in collaborazione conES.TEC.O., EnginSoft ha avviato un pro-

getto pilota, non direttamente collegatoalla versione futura di modeFRONTIER matale da permettere di investigare sulletecnologie appena citate e far emergeremolte delle problematiche che senz’altrosi incontreranno in futuro, nella stradaverso il ‘NewFrontier’.

Il progetto pilota, chiamato QSPortal(Queuing System Portal) si propone direalizzare un portale web che faccia dainterfaccia a sistemi a code.Si tratta in breve di un sistema informa-tico che consente all'utente di: “creare”jobs di ingegneria e “salvarli” online perun utilizzo/riutilizzo futuro; controllarneil “lifecycle”: lancio, controllo dello statodi avanzamento e infine raccolta dei ri-sultati. Il tutto sarà fruibile via interfac-cia web (un normale browser) o interfac-cia web services (una tecnologia che,esprimendo il concetto in maniera sinte-tica, permette di esporre sul web un ge-nerico servizio e renderlo fruibile ad ap-plicazioni sviluppate da terzi).È intuibile il passo successivo in questaricerca: quello che nel QSPortal è un ge-nerico job ingegneristico, volutamenteindipendente da software solutore e dadettagli ad esso legati, può venire parti-colareggiato fino a “divenire” un' analisidel ‘Frontier’. Il portale, quindi, da gene-rico “contenitore” di jobs ingegneristici,diventa invece un contenitore per jobs dimodeFRONTIER, e dunque prototipo diquella istanza server di modeFRONTIERalla quale si mira. QSPortal, pur essendoprincipalmente uno strumento didattico edi studio, potrà comunque essere utiliz-zato internamente all’azienda per fornireuno strumento user-friendly per la sotto-missione delle analisi sui cluster azienda-li, o anche proposto, se funzionale, comeprodotto software a sé stante, come giàvarie aziende e organizzazioni stanno fa-cendo (Nice con un portale per LSF,Globus con MDS, moltissime università eorganizzazioni scientifiche).

Per maggiori informazioni:Ing. Mirko Luchi - Gruppo [email protected]

NewFrontier e QSPortal

Il progetto pilota, chiamato QSPortal (Queuing SystemPortal) si propone di realizzare un portale web che faccia dainterfaccia a sistemi a code.

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 41

La meccanica computazionale (CM) è quelsettore della meccanica teorica ed appli-cata (TAM) che si occupa dell’impiego deimetodi numerici per studiare fenomenigovernati dai principi della meccanica.Poche discipline hanno, come la TAM, unimpatto enorme sul mondo industrializza-to, consentendo lo sviluppo di tecnologiepiù o meno in ogni settore che si riflettasulla vita di ciascuno di noi. A sua voltala CM incide in maniera sostanziale sul-l’applicabilità e sullo stesso sviluppo del-le discipline che afferiscono alla TAM. In senso lato il successo della CM si misu-ra dal contributo che essa può dare allasoluzione di problemi di interesse per lasocietà. Se ci si limita, però, a ragionaresolo su quanto può essere di interesse per

l’industria, i settori in cui vi sono oppor-tunità notevolissime per la ricerca in CMsono, secondo gli autori, i seguenti.

La progettazione virtuale.L’industria ne apprezza l’impatto in termi-ni di aumentata competitività, e, sostan-zialmente, di riduzione del ciclo di svilup-po prodotto. Bisogna però osservare,usando le parole degli autori dello studio,che, a differenza di quanto spesso si so-stiene, “virtual prototyping is still moreof an art than a science”. Per dirla in pra-tica, perché la sperimentazione virtualepossa effettivamente sostituire la speri-mentazione fisica, e,quindi, essere utilizzataal posto della sperimen-tazione fisica in proget-ti che siano radicalmen-te nuovi, la strada dapercorrere è ancora lun-ga, e la ricerca da svol-gere ancora tanta.L’aspetto fondamentaleda risolvere è relativo al

fatto che i problemi da simulare hannospesso caratteristica multifisica, multi-scala e, per giunta, con contenuto stoca-stico, e/o sono relativi a fenomeni carat-terizzati da discontinuità.

Fenomeni multiscala.Un vantaggio indubitabile della simula-zione al computer rispetto ai metodi tra-dizionali delle scienze sperimentali è lapossibilità di affrontare l’intero spettrodei fenomeni fisici, a tutte le possibiliscale temporali e spaziali: da frazioni dinanosecondi, ad eventi che si sviluppanoin migliaia d’anni; da frazioni di micron, afenomeni che si manifestano alle dimen-sioni di una galassia. La sfida della ricer-ca in CM a questo riguardo è ricondurre ad

un singolo sistema/fenomeno quanto av-viene alle diverse scale dello stesso, con-servando la capacità predittiva.

Scelta dei modelli ed ad adattività. Il primo passo nelle scienze matematichee numeriche è proprio la scelta del mo-dello matematico e numerico. Si tratta diun processo euristico, basato largamentesull’esperienza di chi fa il modello: inmolti casi di una scelta strettamente sog-gettiva. In tempi recenti, il problema diindividuare tecniche che, a livello teoricoo numerico, possano orientare alla sceltadel modello, è divenuto centrale

Gestione dell’incertezza.Casualità ed incertezza sono alla basepressoché di ogni fenomeno fisico. E,nella maggior parte dei casi, in modelliutilizzati con finalità predittive non sipuò non tenerne conto. Il trattamentodell’incertezza necessità di nuove tecni-che, osservando, peraltro, che l’argomen-to può essere affrontato, sotto il profiloscientifico e matematico, in modo preci-so, e così trasposto nei modelli numerico.

Stima dell’errore ed adattività.Il problema della stima dell’errore in mo-delli numerici è ben noto, e lo si è affron-tato sino a partire dagli anni 80. Vi sonotecniche che consentono – peraltro a po-steriori – di ricavare misure dell’errore,ma il loro limite è che sono relative aclassi molto specifiche di problemi, per lopiù derivati da assunzioni di comporta-menti lineari.

Calcolo parallelo.Una barriera allo sviluppo della CM, lega-ta alla formazione di coloro che vi si de-dicano, è la necessità di rivedere i diver-si approcci alla luce delle prestazionistraordinarie dei sistemi di calcolo ed al-la loro rapidissima evoluzione. E’, questo,un aspetto puramente concettuale che,però, impatta in modo importante e deli-cato sulla ricerca.

A conclusione – secondo gli autori – se siguarda a quello che ha saputo fare la CMnel passato, dando già un contributo no-tevolissimo alle conoscenze nella TAM, ènaturale immaginarne il ruolo centraleche essa avrà, nel futuro, a beneficio, insenso lato, del mondo industrializzato. E’

fondamentale, però, chela ricerca possa disporredelle risorse necessarie aperseguire gli obiettivi, eche la cultura degli utiliz-zatori sia sufficiente perdare, progressivamente,la collocazione giusta al-le tecnologie, senza com-prometterne, per limiti diconoscenza, l’affidabilità.

Research Directions in Computational Mechanics

Quali direttive per la ricerca nel settore della meccanicacomputazionale ? Vi rispondono J.T. Oden, T. Belytschko edI.Babuska, prima in un rapporto emesso per conto dell’ “U.S.National Committee for Theoretical and Applied Mechanics”,e poi in un articolo pubblicato sulla rivista ComputationalMethods in Applied Mechanics and Engineering (nr. 192 – pp913-922).

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modeFRONTIER: la tecnologia per il PIDOmodeFRONTIER è un importantestrumento PIDO (Process Integrationand Multi-Objective DesignOptimization). Gli strumenti PIDOpermettono di descrivere la logica delprocesso progettuale e di consentirnel'ottimizzazione multiobiettivo emultidisciplinare. Più dettagliatamente,un software che implementa latecnologia PIDO, deve affrontare variefunzioni complementari: • La formalizzazione e gestione del

workflow da trattare in modo flessi-bile e dinamico

• La semplice integrazione di prodottiCAE e altri software di simulazione

• Tecniche DOE e metodi statistici peridentificare che i parametri che dan-no maggior contributo al problema

• Un insieme di metodi e strategie perottimizzazione multiobiettivo e mul-tidisciplinare

• Tecniche di interpolazione (RSM) • Grafici per visualizzare e interpretare

i risultati• Tecniche per il supporto alle

decisioni• Metodi statistici per l’analisi della

robustezza e delle incertezzeQuesto articolo riassume comemodeFRONTIER raccolga tutte lesuddette caratteristiche in un unicoprodotto. modeFRONTIER permettepertanto di ridurre i tempi diprogettazione, consente unaprogettazione più sistematica e logica.modeFRONTIER assicura il lancio nelmercato di prodotti innovativi e diqualità migliorando in tal modol’immagine di tutte le aziende cheutilizzano la tecnologia.

The acronym PIDO stands for ProcessIntegration and Design Optimization. Infew words, a PIDO can be described as atool that allows the effectivemanagement of the design process andorienting it to the optimum. This kind oftool is becoming more and more

important when designing a product asit assists engineers in overcoming thecommon error of giving priority directlyto the product, rather than to the entireprocess. Although this is unfortunately acommon problem, it has beenrecognized that anything that shortensthe time from basic research throughproduct test, process design andproduction will have an importantinfluence on the overall project quality.Moreover, many companies today takeadvantage of virtual prototyping ratherthan physical testing for the former isusually faster and less expensive. Thecombination between virtualprototyping and design process makesPIDO an emerging class of tools with theability to revolutionize productdevelopment. The most complete anduser-friendly PIDO tool available on themarket today, is provided throughmodeFRONTIER and developed byES.TEC.O.

Multi-disciplinary design optimizationA multi-disciplinary design process ischaracterized by subsequent transfor-mations and additions of details. Acomplete multi-disciplinary designprocess can be divided into severalphases while receiving the contributionsof many professional staff and differentdepartments, trying tomeet conflictingrequirements at thesame time. Each phasecan be defined as asingle module andeach single modulecan be described as afinite group of tightlycoupled relationships.These relationshipscan be under theresponsibility of aparticular individual ordepartment and mayhave some variablesrepresenting indepen-

dent inputs or dependent outputs. Thesingle module of a design processusually appears as a “black-box” toother individuals or departments. Engineers and other specialists are moreinclined to push towards improvementsof objectives relating to variables oftheir own discipline which they are ableto control directly. In doing so, theyusually generate unexpected side effectsthat other departments and disciplineshave to take into account. In mostcases, a side effect caused by anotherdiscipline generates a decrease of theoverall performance. In short, thismeans that the optimal decision of asingle department does not necessarilyproduce the global optimum of thedesign process. Roughly speaking, wecan say that determining an optimaldesign within a complex engineeringsystem requires analysis that accountsfor interactions between severaldisciplines. A PIDO system may indeedsupport the design of complexengineering systems and of allsubsystems. Moreover, a good PIDO toolsuch as modeFRONTIER, can helpengineers in identifying all therelationships between mutuallyinteracting phenomena. modeFRONTIERassists engineers to quickly investigateseveral design options, to analyze theinfluence of several reciprocally

modeFRONTIER: Successful technologies for PIDO

Figure 1: A movie frame from the website, describing direct inte-gration between modeFRONTIER and EXCEL

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conflicting goals, and finally, to identifythe most robust designs. A softwarewhich really implements PIDO, has toface several complementary aspectsglobally:

1. The formalization and managementof the workflow to treat in a flexibleand dynamic way, processes of anycomplexity grade

2. A set of design of experiments andstatistical tools to identify whichparameters contribute most to theglobal performance

3. The set of methods, technologiesand strategies for multi-objectiveand multi-disciplinary optimization

4. Meta-modeling and response surfacemethodologies (RSM)

5. Charts for visualizing the results foreasy interpretation

6. The set of the so-called techniquesfor decision support which allow theorientation and the documentationof choices. From all of the optimaloptions, the design team must for-mulate a number of plausibledesigns.

7. Advanced probability and statisticalmethods for reliability and uncer-tainties (design for six sigma)

As this list reflects, a PIDO tool is morea collection of technologies rather thana single software. modeFRONTIERprovides all these technologies withinan excellent and modern graphical userinterface.

modeFRONTIER: A Collection of TechnologiesThis section illustrates the technologiesinvolved in a complete PIDO anddescribes how the same are implementedin modeFRONTIER.

The workflowThe formalization andmanagement of the logic iswell guaranteed bymodeFRONTIER that allowseasy coupling to almost anycomputer aided engineering(CAE) tool whethercommercial or in-house. Theformalization of the logicand its workflow cannot beset aside from theintegration of the requiredtools and should beassociated with informationtechnology aspects. Indeed,modeFRONTIER is able to deal withprocesses of any complexity and networkorganization in a flexible and dynamicway, in the context of distributed andparallel engineering and in presence oflocal subsystems. modeFRONTIERprovides an easy-to-use environmentwhich allows product engineers anddesigners to integrate and drive theirvarious CAE tools, such as CAD, finiteelement structural analysis,computational fluid dynamics (CFD)software as well as other multi-disciplinary software. For this purpose,ES.TEC.O. has established partnershipswith different independent software andhardware vendors. Through thesealliances, ES.TEC.O. always deliversstate-of-the-art industry applicationsand solutions for multidisciplinarydesign optimization and systemintegration. The partnerships include,among others: the ABAQUS SoftwareAlliance, AMESim Partner, ANSYS ESPProgram, CD-adapco Software Partner,CST Cooperation Partner, FlowmasterPartner, Linux Networx (LNXI) Partner, aswell as the MathWorks Connection

Program. By providing a seamlessintegration with many programs,modeFRONTIER helps to embed theoptimization technology easily in dailywork, performing both multiplerepetitive and concurrent simulations.The link “http://www.esteco.com/direct_integration.jsp” provides severalexamples of how to directly integratesoftware within modeFRONTIER.Particularly, two interesting animatedsamples demonstrate how to construct adirect integration with EXCEL andMATLAB in a few steps.

The link http://www.esteco.com/software/queue.jsp shows an example ofhow to integrate the most famousqueuing systems (e.g. Condor) in themodeFRONTIER environment. Whenusing a queuing system, the workflowdescribes the operation necessary toevaluate a single design. Actually, thewhole analysis, or a part of it, can besubmitted to a queuing system to beexecuted in a remote computer.Whenever more than just one computeror CPU is available in the queuingsystem, more than one design can be

Figure 2: modeFRONTIER coupled with a queuing system, amixed architecture computer pool can be used to run inparallel several analyses and exploit distributed computingresources

Figure 3: modeFRONTIER statistical chart

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executed simultaneously. Moreover, byusing a queuing system together withmodeFRONTIER, a mixed architecturecomputer tool can be used to run inparallel several analyses exploiting alarge collection of distributedcomputing resources thus helpingscientists and engineers to increasetheir computing throughput. This means that modeFRONTIER reallyhelps engineers to manage the ITinfrastructure. modeFRONTIER can runsoftware regardless of where they areinstalled on and links together all CAEtools in a reliable chain-tool.

Design of experiments and statistical toolsIn a previous article [1], it has beendescribed how the design of experiment(DOE) tool provided in modeFRONTIERcan help to prepare and execute a givennumber of experiments in order tomaximize knowledge acquisition.Within modeFRONTIER and its methods,the users can find several statisticalcharts and tests: analysis of variance(ANOVA), Hartley and Bartlett test, Box-Whiskers chart, multi-range test thatshows which statistical means aresignificantly different from whichothers, table of means with theiruncertainty intervals. modeFRONTIERcan provide a “statistics summary”which contains univariate descriptivestatistics of a parameter together withsimple statistical charts and tables. Itcontains, among others, frequency plot,probability density and cumulativedistribution function charts, quantile-quantile plot and distribution fitting.

MDO toolsThe third item in the list isthe element thatdistinguishes modeFRONTIERfrom all the other PIDO tools.This element refers to multi-objective and multi-disciplinary optimization(MDO). It is very importantto understand the peculiarityof this approach and aspecific article a previousNewsletter was dedicated tothis topic [2]. The concept of

MDO is so important that we willsummarize it here in few words for thecompleteness of this article.It is important to recall that theoptimum in multidisciplinary contextswith several and often conflictingobjectives is not limited to the searchfor a single absolute extreme of a utilityfunction. This is due to the fact that noutility function is usually able tosynthetize a complex phenomenon. Witha multi-objective problem, the notion of“optimum” changes as the aim is to findgood compromises rather than a singlesolution. Hence, a multi-objectiveoptimization does not produce a uniquesolution but a set of solutions. Thesesolutions are called Pareto solutions, theset of solutions can be called both“trade-off surface” or Pareto frontier(named after the economist VilfredoPareto).

The first step for a real-world multi-disciplinary design optimization is theidentification of this frontier. In order toidentify the set of good solutions, it isnecessary to use the proper algorithmsthat starting from tentative solutions,allow the evolution towards theoptimum. As explained in [2], there isnot only a single method to solve thisproblem. The appropriate strategythough has to be verified and applied ona case by case basis, also in connectionwith the kind of variables considered.For this reason, modeFRONTIER includesa wide range of possible algorithms thatcan be selected to solve differentproblems.Moreover, different algorithms can beeven combined to obtain some hybrid

methods. A hybrid method can try toexploit the specific advantages ofdifferent approaches by combining morethan one together. The most commonlyused algorithms for MDO are themetaheuristics methods for single andmulti-objective optimizations.Metaheuristics methods are quite newmethods; they have been developedsince 1980 and are now widely usedbecause of their robustness. Thesemethods have the ability to solve evendifficult optimization problems in thebest way possible.

Meta-modelingThe advantages and perspectives ofinterpolation and regression methodsand their use in modeFRONTIER werediscussed in a separate article of aprevious Newsletter [3]. Here it isimportant to recall that the use ofmathematical and statistical tools toapproximate, analyze and simulatecomplex real world systems is nowwidely applied in many scientificdomains. These kinds of interpolation andregression methodologies are becomingcommon even in engineering where theyare also known as Response SurfaceMethods (RSMs). RSMs are becomingvery popular offering a surrogated modelto be used when the original simulationis computationally heavy. A meta-modeloffers a second generation ofimprovements in speed and accuracy incomputer aided engineering even whenthe intensive use of distributedcomputing resources is not helpful.

Visualizing the resultsAll PIDOs deal with theproblem of visualizing resultscoming out from a multi-disciplinary optimization.These kinds of problemsusually have severaldimensions both in the inputparameters and in theobjective. modeFRONTIERcontains methodologies andcharts that simplify andreduce linear and non-linearmultidimensional data intomuch more easy-to-readcharts. Figure 3: modeFRONTIER tool for meta-models 3D-exploration

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One of the most modern tools for thispurpose is represented by the Self-Organizing Maps (SOMs) that gives asimplified view of complex high-dimensional data set. SOMs areparticularly useful for data visualizationand classification of database when theyare excessively large for humanevaluations. Considering the power ofsuch data visualization method, a newtool has been introduced into the newrelease of modeFRONTIER.Moreover modeFRONTIER contains toolsfor hierarchical and partitive clustering,multi-dimensional scaling, principalcomponent analysis and other tools andcharts for multi-variate analysis.

Decision Support toolsLike any good MDO, modeFRONTIER canlook for a complete set of non-dominated solution and, obviously, afterhaving found some solutions of themulti-objective optimization problem,engineers come up against somedifficulties in front of a list of choices.Even though many efficient solutionsexist only one or a reduced number offinal solutions must be finally selected.As described in [2] Multi-CriteriaDecision Making (MCDM) refers to aproblem solving process, involvingmultiple and conflicting goals, coming

out with a final solutionthat represents a goodcompromise, that can beaccepted by the wholeteam. Multi CriteriaDecision Making toolprovided in modeFRONTIERassists the Decision Makerin finding the best solutionfrom among a set ofreasonable alternatives. Itallows the correct groupingof outputs into a singleutility function, that iscoherent with thepreferences expressed by the user andthat does not have the same drawbacksas a weighted function.

Reliability and uncertaintiesIn real problems, the presence ofuncertainty makes the traditionalapproaches for design multi-disciplinaryoptimization insufficient. Theimportance of controlling variability asopposed to just optimizing the expectedvalue has recently started to gainattention within the engineering andscientific communities. Uncertainties inreal problems are due to errors inmeasuring, or difficulties in sampling, ormoreover can depend on future eventsand that cannot be known for certain(uncontrollable disturbances andforecasting errors). modeFRONTIERcovers even this topics. It containsdedicated sampling methods based onMonte Carlo and Latin Hypercube andspecial statistical charts to verify thereliability of solutions. Moreover it has aspecial optimization module namedMORDO (multi-objective robust designoptimization) that allows the user toperform a robust design analysis tocheck on the system’s sensitivity tomanufacturing tolerances or smallchanges in operating conditions.

ConclusionsNowadays computer technologies havebeen challenging the environment ofengineering design by enabling softwaretools such as PIDO and MDO systems.This is due to the advances in processorspeeds, runtime reduction strategies(parallel computation), powerful

disciplinary analyses and simulationprograms.The advantages of modeFRONTIER andother PIDOs may be summarized asfollows:• Reduction in design time• Systematic, logical design procedure.

This ensures the launching ofinnovative quality products to themarket thus improving the brandimages of all companies using thesetechnologies

• Handling of wide ranges of designvariables and constraints

• Not biased by intuition orexperience

References[1] Design of Experiments – EnginSoft

Newsletter – Anno 3 – n. 4 – Inverno2006

[2] Multi-Objective Optimization andDecision Making Process inEngineering Design – EnginSoftNewsletter – Anno 4 – n. 1 –Primavera 2007

[3] Meta-modeling with modeFRONTIER:Advantages and Perspectives –EnginSoft Newsletter – Anno 4 – n. 2– Estate 2007

The websites, www.esteco.com andwww.network.modefrontier.eu, provideseveral examples of how to apply PIDOtechnologies in Engineering Design.For any questions on this article or torequest further examples or information,please email the author:Silvia PolesES.TEC.O. - Research Labs [email protected]

Figure 5: modeFRONTIER tool for supporting Multi-CriteriaDecision Making

Figure 6: this figure shows a global opti-mum at point A, and a local optimum atpoint B. However, any small variations inthe input parameters will cause the perfor-mance to drop off markedly around A. Theperformance of B may not be as good inabsolute terms, but it is much more robustsince small changes in the input values donot cause drastic performance degradation.

L’innovazione nelle tecniche di simula-zione numerica applicata a problemibiomedici è uno dei temi più attuali ecomplessi nel settore della sperimenta-zione virtuale. Le tematiche da affronta-re sono molteplici e diverse, e gli obiet-tivi (e le sfide) particolarmente impor-tanti ed ambiziosi.Un notevole contribu-to, sul piano metodologico, è dato dal-l’applicazione di tecniche di ottimizza-zione, “design of experiments” e “ro-bust design”. Se ne discute qui attraver-so l’illustrazione di alcuni esempi tipici.Una prima applicazione riguarda l’otti-mizzazione di forma di un gruppo cuore-polmone artificiale, finalizzata ad incre-mentare le prestazioni del sistema intermini di scambi gassosi, migliorando,allo stesso tempo, la fluidodinamica in-terna, per prevenire la formazione ditrombi. La sequenza di calcolo prevede ilcollegamento di un CAD parametrico construmenti per la generazione automati-ca della griglia di calcolo, e, infine, conun solutore CFD. Questo processo è con-trollato e reso automatico damodeFRONTIER, utilizzando, per gliaspetti relativi all’ottimizzazione multi-obiettivo, un algoritmo genetico partico-lare, noto come MOGA-II. Il risultato ènotevole, e dimostra la possibilità di se-guire l’approccio multi-obiettivo anchein problemi che non possono essere sem-plificati a monte. Il secondo caso presentato riguarda l’ot-timizzazione di strumentazione medica:nello specifico di un dispositivo per lamisurazione della pressione sanguigna.modeFRONTIER è stato utilizzato per ge-stire sequenze di calcoli fluidodinamici,con l’obiettivo, da un lato, di ridurre leperdite di carico introdotte nel flussosanguigno dalla sonda del dispositivo e,dall’altro, di ottenere la massima unifor-mità del campo di pressione, per aumen-tare l’accuratezza. Il problema è statoimpostato combinando calcoli su model-li CFD, con ricerche svolte, a vantaggiodella celerità della soluzione, su oppor-

tune “superfici di risposta”. L’analisi dirobustezza e sensibilità di alcuni para-metri soggetti ad incertezza o variabili-tà operativa è, invece, l’argomento del-l’ultima applicazione presentata. Unmodello ad elementi finiti di un femoresoggetto all’impianto di una protesid’anca è stato integrato in un progettomodeFRONTIER. Lo scopo è quello distudiare l’influenza di parametri geome-trici (dimensione della protesi e del pa-ziente), fisici (proprietà dei materialiossei, distribuzione del coefficiente d’at-trito protesi/osso) e dinamici (carichisulla protesi), sullo stato tensionale esulle deformazioni di interesse biomec-canico. L’obiettivo finale, pienamenteraggiunto, è stato quello di valutare l’in-fluenza di tali parametri sulle “micro-motions” post-operatorie, che sono trale principali cause asettiche del falli-mento degli impianti in cui non si utiliz-zi cementazione. Il contributo dimodeFRONTIER è stato nuovamente es-senziale nel limitare il numero di simu-lazioni necessarie all’ottenimento di cor-rette informazioni statistiche, e nella lo-ro gestione ed elaborazione numerica egrafica.

Nowadays, the demand for accurate andefficient design techniques isdramatically increasing in anyengineering field. This motivatesresearch institutions and universities toinnovate and improve simulationmethodologies and techniques fasterthan ever before. Numericaloptimization, in combination withsimulation, has a significant impact onthis context: together, they allow,simultaneously, to improve the design,to shorten development times and to cutcosts. ES.TEC.O.’s modeFRONTIER optimizationtool plays an important role in thistechnology: the software has the abilityto couple and steer most of the

The impact of multi-objective numericaloptimization in Biomedical Engineering:A gallery of industrial cases

Figure 1. Artificial Lung design

Figure 2. Parametric geometry definitionon the CAD, ready for the design optimi-zation

Figure 3. Scheme of the ProcessIntegration realized by modeFRONTIER

Figure 4. The set of optimal solutions inthe space of the two objectives, as obtained by the MOGAII algorithm

46 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

commercial CAE tools and in-housecodes, automating and allowing efficientoptimization. Here, in particular, some cases related toFEM and CFD in biomedical applicationswill be described. Emphasis will be puton the innovative approach and theapplication of optimization techniques.Hence, the aim of the work is to give anoverview of the innovation chances thatsuch procedures provide to researchersin this fast-developing engineeringsector.

IntroductionThe present work focuses mainly on theapplication of design of experiments,multi-objective optimization androbustness analysis technologies. Threeexamples are presented, theoptimization of bone implants, bloodpressure measurement devices and thedesign of an artificial lung.

Artificial lung design optimizationThe first problem focuses on theapplication of multi-objective shapeoptimization techniques to improve thedesign of an artificial lung (Fig.1). The objectives here are the simultaneousreduction of the thrombogenicity andthe increment of the gas-exchangeperformances of the device. The volume of the domain with flow rateless than 0.5 mm/s could be consideredas an index of thrombogenicity: thisthreshold value has been fixed withregard to the flow rate of aggregation ofred blood cells in a thrombus formation

process. Therefore, the first objective ofthe optimization will be theminimization of such volume (“Min LV”).The other objective is the minimizationof the Standard Deviation of the flowrate in the fiber bundle (“Min SD”). Thismeasure represents the gas exchangeperformances of the artificial lung, sinceblood should flow uniformly to the fiberbundle, avoiding stagnation andchanneling. Eight lengths were selected, to controlthe shape of the most important zonesof the device geometry, accordingly tothe freedom of the designer at thecurrent stage of the product engineeringphase (Fig.2).

The parametric CAD model of the lungwas prepared, as well as automaticmeshing routines and the CFD model.The code integration and theoptimization were carried out withmodeFRONTIER (Fig.3).Here, an improved Multi-ObjectiveGenetic Algorithm (MOGAII) is used tosolve the optimization problem, andpromising results are obtained:simultaneous reduction of stagnationzones (anti-thrombogenicity) in therange of 70%, and flow rate standarddeviation (gas exchange performance)reduced by 30% (Fig.4).

Medical blood pressure measurementdevice design optimizationThe second case is based on thepreliminary design of a medical bloodpressure measurement device.

A probe is designed with the aim tominimize the pressure loss introducedinto the blood flow, keeping thepressure uniformity at the outlet as highas possible. The computational chain,made up by the meshing and the CFDtools, was integrated and driven by theoptimizer (Fig.5). The approach to thisproblem includes an exploration phaseusing Design of Experiments techniques,as well as a subsequent multi-objectiveoptimization exploiting also responseSurface Modeling techniques. This lastfeature has been used in order to

Figure 5. The schematic representation of the optimizationloop within modeFRONTIER (workflow)

Figure 6. The Pareto Frontier with three different trade-off solutions.

Figure 7. The FEM model, with itsthree material parts: cortical bone,spongy bone, stem.

Figure 8. Multi-variate distribution ontwo of the stochastic input variables:the friction coefficient for thestem/spongy bone interfaces, and theone for the spongy bone/cortical bone.

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 47

48 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

accelerate the optimization process,replacing some CFD evaluations withsuch fast and accurate interpolations. Once the set of optimal configurations(Pareto Frontier) was found, decision-making tools were used to find the besttrade-off between the two differentobjectives (Fig.6).

Bone implant FEM model stochastic validationThe last section is dedicated to thestochastic validation of an implant. The failure of cementless total hipreplacements is mostly caused byaseptic loosening. Many authorsconsider the bone-implant relativemicro-motion early after surgery(primary stability) as the mainbiomechanical cause of asepticloosening in cementless implants.Animal and retrieval studies associatethe failure of the osteo-integrationprocess to primary micro-movements.The present study is based on the FEM ofa human femur implanted with acementless anatomical stem (Fig.7),modeling frictional contact at thebone/implant interface. The aim is toevaluate the effect of some parameterson the predictions of the model (i.e.stress, strains). The model was fullyvalidated in a previous work againstprimary stability experimentalmeasurements. Cancellous and corticalbone were both consideredhomogeneous materials. The first wasassumed isotropic, while the second wasassumed transversally isotropic. Thecementless stem was modeled as madeof titanium alloy, with a modulus of105000 MPa.

Stochastic Input VariablesBone mechanical proprieties are derivedby cortical and cancellous tissueapparent density analyses. Ranges of 1.5– 2.0 gr/cm3 for the cortical bone andof 0.1 – 0.7 gr/cm3 for the cancellousbone are investigated: Gaussian functionhas been set for both parameters.In total hip arthroplasty, different stemsizes are required because of theanatomical difference of patients’femurs. A scaling factor has beenintroduced to take into account ninedifferent stem sizes (from 9 to 17),

commonly used in surgery.The sizes were assignedwith the same probability:this parameter allows toinvestigate whether themost critical conditionshows up with small orlarge anatomic dimensions. However, the mostimportant aspect of themodel is the bone/implantinterface. Differentinterface conditions are taken intoaccount, from the fully osseous-integrated condition to the presence offibrous tissue at the bone implantinterface. The contact condition wastherefore assigned to the seventeenzones defined as contact surfaces,accordingly to a uniform probabilitydistribution. The magnitude on theloading force is described applying anhip contact force in the range of 1200-2580 N with a Gaussian distribution.

Output VariablesVon Mises strain and stress are analyzedfor the stem, cortical and cancellousbone (Fig.9). In addition, relative peakmicro-motion and peak detachment wereinvestigated at the bone implantinterface, such as the “viable area”(defined as the fraction of the contactsurface where micro-motions are under40 microns). According to literature, thisvalue can be considered as a thresholdabove which the osteo-integrationprocess is strongly prevented. Peakcontact pressures and peak frictionalstresses are analyzed at the interfacebetween the bone and the prosthesis.

ResultsStress and strain are strongly influencedby the femur-stem size, with an inverserelationship, as expected. Less effect isshown for the force magnitude,positively related. Spongy stresses areassociated to the spongy apparentdensity with a positive relationship,while cortical strain and apparentdensity show an inverse relationship.Interface conditions seem not to have astrong global effect on the stresses andstrains. However, high relationship isdetected between the stress and thecontact status of some selected zones:

the reason should be probably found inthe way the stem geometry transfers theloads to the bone.Micro-motion parameters are influencedby the interface conditions, as expected.The contact viable area is correlated tothe overall contact condition with aninverse relationship, while little effect isassociated to the loading force and tothe apparent density of both bonetissues. At constant loading condition, themodel predicts widely higher micro-motions for larger anatomies respect tosmaller ones. As far as greater patientshave usually also higher body weights, itis reasonable to state that theprobability of stem aseptic loosening ishigher for them.

CONCLUSIONSThe DOE, optimization and robust designtechnologies proved to be effective inseveral biomedical applications. Their implementation, based on to themodeFRONTIER environment, isstraightforward, and can guarantee greatimprovements in design efficiency, timeand cost savings, and productivity.

ACKNOWLEDGMENTSThanks to Mr. Ichiro Taga (KawasumiLab.s, Japan) who presented his work atthe modeFRONTIER International Users’Meeting, in 28th-29th September 2006in Trieste, Italy.

For further information and to requestthe extended version of this article,please contact: Ing. Luca [email protected]

The present case study has been developed incooperation with Laboratorio di Tecnologia Medicadegli Istituti Ortopedici Rizzoli

Figure 9. A FEM solution: femur displacements plot

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 49

La Società Europea di Biomeccanica (ESB)cerca di promuovere l’eccellenza nellaricerca di questo settore e di fomentarnel’integrazione con la scienza e la praticaclinica. Nei suoi 30 anni di storia, laSocietà è cresciuta fino a comprendere piùdi 500 membri in 43 stati ed ha creatonumerose occasioni di confronto e dibattoper discutere a livello internazionale i temicaldi della biomeccanica, l’importanzadella ricerca collaborativa e di programmiinterdisciplinari sostenuti anchedall’Unione Europea. In tal senso iCongressi biennali, gli Workshop tematici ele Assemblee Generali hanno attirato siaillustri esperti del settore, che un pubblicopartecipe ed interessato a conoscere leultime tendenze della ricerca. AncheEnginSoft, in occasione dell’ultimoworkshop presso il Centro di Bioingegneriadel Trinity College di Dublino, ha dato ilsuo contributo, sia come sponsor, checome sostenitore di un innovativoapproccio nell’ottimizzazione numericamulti-obiettivo in Ingegneria Biomedica.

The mission of the European Society ofBiomechanics (ESB) is to promoteexcellence in biomechanics research, tofoster integration of clinical and basicscience, and to facilitate the translationof that science to health care and clinicalpractice, http://www.esbiomech.org/ Founded at a meeting of 20 scientistsfrom 11 countries in Brussels on May 21,1976, the European Society ofBiomechanics has grown to more than500 Members from 43 countries and,thus, today represents the largestBiomechanics Society in Europe.The ESB defines Biomechanics as "Thestudy of forces acting on and generatedwithin a body and of the effects of theseforces on the tissues, fluids or materialsused for diagnosis, treatment or researchpurposes". One way in which ESBsupports its mission is through itsinternational scientific conference heldevery two years. Moreover, during thisbiennial Congress, the ESB promotesexcellence by recognition of outstandingmembers with prestigious awards, http://www.esbiomech.org/Section/esb-

awards. The 16th edition of the ESBCongress will take place in Lucerne,Switzerland, on July 6 - 9, 2008,organized by the MEM Research Center –ISTB of the University of Bern:www.esb2008.org. The Congress aims atstrengthening the scientific basis of theESB traditional core topics whilediversifying to include emerging researchareas. Plenary talks will address current"hot topics" in biomechanics research,and provide valuable insight into theever-increasing importance ofcollaborative research, interdisciplinaryprograms, EU funding opportunities andbiomechanical education programs. The ESB also offers thematic workshops,in which leading experts from specificfields present their research work.Participants attend these workshops tolearn about research trends, present theirworks and participate in the discussionforums. The Trinity Centre forBioengineering, Trinity College Dublin,hosted the most recent workshop inDublin on 26 - 28 August 2007. Theagenda included lectures andpresentations by some of the world’sleading researchers in the field of finiteelement modelling in biomechanics andmechanobiology, http://www.tcd.ie/bioengineering/esb2007/ The Workshop also saw EnginSoft andIDAC Ireland as exhibitors and sponsors,with EnginSoft’s experts outlining theinnovative approach of applying multi-objective numerical optimization inBiomedical Engineering – techniquesthat the ESB and EnginSoft are excited todiscuss and explore further in the frameof their future collaboration.In the last General Assembly meeting theESB approved a new CorporateMembership to fulfil the specific needs ofsuch companies. Corporate Membershipprovides unique opportunities to createnew relationships with top Europeanscientists and to transfer the basicresearch to the market place. In addition,among other benefits any Corporatemember will be able to:• Participate in all activities of the ESB.

• Display its logo and company website in the ESB web site.

• Submit content for the ESB Newsletter. • Be a lead sponsor for ESB activities

and be entitled to an exhibitionbooth at ESB meetings.

• Enroll up to two additional employe-es as regular members.

• Get one personal subscription toJournal of Biomechanics.

• Get reduced member rates at ESBactivities.

ESB invites all companies with interest inbiomechanics to consider this attractivemembership option. A detailed list ofbenefits and additional information canbe found in the ESB web page:http://www.esbiomech.org/Section/member-benefits

European Society of Biomechanics

Recently, in July 2007, EnginSoftS.p.A. has become a Corporate Memberof the European Society ofBiomechanics. This new membershipfollows our presence as exhibitor andsponsor at the last ESB Workshop inTrinity College Dublin, together withIDAC Ireland, our partner and TechNetAlliance Member. EnginSoft is verypleased to support the ESB as aCorporate Member from industry with astrong background and tradition inresearch and education, areas weregard as essential for innovation.

In luglio di quest’anno, EnginSoft è di-ventata ‘Corporate Member’dell’Associazione Europea diBiomeccanica (ESB). Questa nuova e re-cente affiliazione è stata decisa dopo lapartecipazione, sia come espositori checome sponsor, all’ultimo workshop diESB, tenutosi al Trinity College diDublino. La partecipazione è stata con-divisa con IDAC Ireland, nostro partnere membro di TechNet Alliance. EnginSoftè lieta di contribuire al sostegno di ESBcome ‘Corporate Member’ industriale, edi veder riconosciuto il proprio bagaglioculturale e la propria tradizione nella ri-cerca e nella formazione, aspetti en-trambe ritenuti essenziali per l’innova-zione.

Gli impalcati ortotropici in piastre diacciaio offrono una soluzioneefficiente per la progettazione di pontia lunga campata soggetti a vincoli dipeso, così come di campate piùpiccole, quando è necessaria unarapida messa in opera.Lo studio, qui proposto nella suaseconda parte (vedi Newsletter Anno4, numero 2, per prima partedell’articolo), descrive una procedurain cui gli effetti delle forze vengonovalutati usando una metodologia adelementi finiti.

Eurocode 3 è servito per la verificalongitudinale di nervature compatte osnelle (considerando forme aperte echiuse), mentre modelli di trafficocoerenti con Eurocode 1 sono statiutilizzati per analizzare resistenza efatica. Una definizione semplificatadella metrica di costo permette dicondurre un’ottimizzazione ad unsingolo obiettivo all’internodell’ambiente modeFRONTIER. Irisultati descritti nella prima partedell’articolo e qui di seguito fannoriferimento a modelli di progettazionecomunemente usati per ponti atravata continua.

Continuation of the article published inthe previous Newsletter issue Year 4 No 2.

Finite element modelling of orthotropic steel decks: A parametric approachTwo other parametric finite elementmodels were investigated to address thefollowing needs:• A local (system II) model whereas

user defined Plate/Shell elementswere employed to work out the lon-gitudinal strength stresses and fati-gue stress ranges using the trafficload models suggested by Eurocode1. Note that this model does notgive any information on transversestresses related to cross sectiondeformation, due to the fact that astatic condensation procedure wasemployed to simulate the local stiff-ness.

• A parametric beam model was builtwhere the upper plate and rib wallswere simulated as 2D Beam ele-ments. The latter model allows thelocal stress concentration under theloading axles to be taken intoaccount, especially for fatigue lifeevaluation.

The following paragraphs provide furtherinsight into how load and restraintconditions were considered for theabove parametric models.

Local User - Defined Plate ModelThe picture 4 illustrates trafficload models that were adoptedfor strength and fatigue limitsstates according to Eurocode 1.The bridge deck was hencesubdivided into traffic lanes,and loads were appliedaccording to the followingmodels:

a. Traffic load model 1 was applied toultimate limit states. It includesboth, a tandem load with four 150kN concentrated forces (main lane)and a distributed force equal to 9kN/m2 (main lane) acting both,within design lanes and betweenthem. Many load conditions wereinvestigated due to the fact that thetandem loads are allowed to movelongitudinally on the bridge.

b. Fatigue model 3 was applied to theevaluation of stress ranges.

The picture 5 illustrates how loadconditions have been applied to theparametric local model.A statically determinate restraintcondition was applied to the in-planestiffness. Fixed vertical restraints wereplaced at floor beam locations.

Transverse Beam Model Beam elements were used to evaluatethe local transverse stressconcentrations. The picture 6 illustratesthe parametric 2D Beam model.

Concentrated springs were applied tosimulate the vertical stiffness betweenfloor beams. A rotational stiffness wasalso applied to each stiffener decoupledform the vertical one. A rigid frame wasused to decouple vertical and rotational

Expert system for the optimization of bridge orthotropic deck plates

PART 2

Figure 5 - Traffic loads as applied to the parametric FEM models.

Figure 6 - Transverse Beam models used to work outlocal bending stresses and ranges.

50 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

Figure 4 - Traffic load models used in parametric FEM analysis.

deformability for closed sectionstiffeners.

Tuning procedure for the Transverse Beam ModelOnce the parametric transverse beammodel was simulated, the depth of beamelements had to be tuned to allow formeaningful results to be extracted. Thedepth was set in order to produce abending stress at the rib web connectionto the upper plate equal to the fatiguelimit as extracted from Eurocode 3.

Orthotropic deck longitudinal performance according to Eurocode 3Once the complete set of internal forcesand stresses have been determined forthe orthotropic plate, code checks havebeen implemented according toEurocode 3. Compact as well as slendersections have been addresses for in-plane and out-of-plane behaviour. Shearhas been taken into account as well aswelds connecting upper plate and rib.

Effective widthWhile traditional approaches (seereference [1]) evaluated the effectivewidth as a function for the span of thestiffener and the longitudinal positionalong the static scheme only (i.e.negative or positive bending,cantilevered etc.), part 1-5 of Eurocode3 allows to account for the ratiobetween the upper plate and stiffenercross sections.

Code check for class 1,2,3 and 4 sections As highlighted in the following sections,all section classes had to be taken intoaccount as the elastic optimum, for bothopened and closed section ribs for aslender section type, is found preciselywhere the maximum increment offlexural inertia with minimum increaseof cross section area can be obtained.In-plane and out-of-plane sectionclasses were determined separately, theinfluence of shear was also consideredfor slender webs. Code checks wereperformed as an envelope of single forceeffects and combined actions.

Welding code checksThe shear stress produced by torsion was

taken into account in the evaluation ofweld throats.

Fatigue code checksFatigue checks were performed, both onlongitudinal stresses coming from theglobal User-Defined Plate model andtransverse stresses, obtained by the 2DBeam section analysis. The damagecoming from parallel normal stresses wasevaluated separately from the one givenby other orthogonal shear and normalstress components. A coefficient ofλmax=1.7 was assumed according toreference [4]. Stress ranges were alsocalculated assuming the onlylongitudinal traffic cycles act on theorthotropic plate deck.

Cost model for orthotropic steel decksAs highlighted in reference [3], thecomplete cost evaluation for anorthotropic deck plate can be subdividedinto:• Cost of material.• Cost of fabrication.In particular, the fabrication cost has toinclude cutting, positioning of steelplates, welding, post-weldingtreatments, application of paint, etc.,thus leading to an expression similar tothe following:

The above expression appears to berather complicated and difficult toevaluate in normal case, becausegeographic location and technologicalknow-how may have a significantinfluence on the above factors. Asimplified approach was thereforepreferred which takes into account boththe cost of material and welding,divided by the transverse distancebetween stiffeners. The followingexpression was employed:

where: • Ametal is the metallic area for the

orthotropic deck plate.• Aweld is the weld area in the deck pla-

te cross section.• K1 is the factor for the cost of base

metal (€/kg)• K2 is the factor for the time taken

due to welding (€/hour)• K3 is the welding efficiency of wor-

kmanship (kg/hour)• dribs is the transverse distance bet-

ween ribs.

Increasing complexity cost/weightOptimizationsAs a preliminary analysis task,increasing complexity optimizationswere performed to understand thecontribution of single checks, i.e. theelastic or Eurocode behaviour ofsections, influence of shear, welding andfatigue. The optimizations wereperformed by using the dedicated Excellink available in the modeFRONTIERworkflow interface. Simplex and MOGAalgorithms were used to work out theminimum cost/weight geometries.

Pure flexure elastic weight optimizationThe first and most simple task addressedis a weight optimization of opened andclosed section shapes subject to aconstant bending moment where elasticproperties were used. The followingpicture illustrates the minimum weightsections for both, negative and positivebending. The graph (picture 7) shown

above gives rise to the followingremarks:a. The open section rib performs better

elastically than the closed sectionone.

b. The optimal solutions are the same,both for positive and negative ben-ding.

c. Optimal solutions can be achieved byusing very slender sections, especial-ly for open section shapes.

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 51

Figure 7 - Minimum elastic areas for positive and negative bending moments.

52 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

Pure flexure weight optimization withEurocode checksThe execution of code checks according

to Eurocode 3 does have a big impact onthe minimum weight stiffener, as shownin the picture 8. Remarks:a. For positive bending, the optimal

section is open. For negative ben-ding though, a closed section rib isconvenient.

b. Negative bending solutions implythe maximum amount of cross sec-tional area, hence they govern thedesign.

Influence of out of plane shear andwelding cost (longitudinal shear stresscheck only)

The influence of shear and welding costwas investigated assuming a simplysupported static condition with avarying length. Minimum weight/costsolutions are shown in the followinggraph (picture 9 and 10). The followingissues should be pointed out:

a. Out of plane shear has a significantinfluence, especially on positivebending, as it offers a limitation forthe web slenderness.

b. For ordinary base metal to weld costratios, the size of the weld, deducedfrom using longitudinal shear stres-ses only, has no significant influen-ce on the total cost. Local fatiguetransverse checks are the ones whichmostly influence the performance ofthe upper plate to rib weld.

Single objective optimization withmultiple constraints

Global workflowThe following tasks were specifiedwithin the global modeFRONTIERworkflow:1. Assignment of geometric variables.2. For closed section ribs, the torsional

constant can be evaluated using theparametric finite element model.

3. Internal forces for ultimate limit sta-te combinations can be calculatedusing the parametric User-Definedplate elements.

4. Fatigue ranges can be calculatedusing the parametric User-Definedplate elements.

5. The behaviour of a single stiffener ischecked according to Eurocode 3 forthe most severe positive and negati-ve bending moments.

6. The weld throat is checked forstrength.

7. Fatigue in the base metal and weldsis verified according to Eurocode.

8. The cost function is evaluated forthe specific design.

Figure 8 - Minimum areas for positive andnegative bending moments checkedaccording to EC3.

Figure 9 – Minimum cost geometries forpositive bending moments including shearand welds.

Figure 10 - Minimum cost geometries fornegative bending moments including shearand welds.

Figure 11 - Global optimization workflow.

Figure 12 - MOGA Iterations for the globaloptimization procedure – Opened SectionRibs.

Figure 13 - MOGA Iterations for the globaloptimization procedure - Closed SectionRibs.

Figure 14 - Cost Metric vs. MOGA Iterations.

Figure 15 - Eurocode checks for optimum Opened and Closed Section Plates

Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3 - 53

FRANCE

02 October – Séminaire COMSOL / ESTECOCOMSOL France, Parishttp://www.comsol.fr/events/paris_comsol-esteco/2024/

23-24 October – COMSOL CONFERENCE GRENOBLEWorld Trade Center, Grenoble. Presentation by ES.TEC.O. srlHeadquartes. http://www.comsol.fr/conference2007

GERMANY

17-18 October – 2007 MSC.Software's 2007 Virtual ProductDevelopment Conference - Radisson Hotel, FrankfurtES.TEC.O. srl and its partner VI-Grade presenting on :Integration of VI-grade and ESTECO technologies for accura-te MultiBody system level simulation and optimizationhttp://www.mscsoftware.com/events/vpd2007/emea/?Q=135&Z=341&Y=363&M=460

17 October - 6th European MADYMO Users' Meeting - RadissonSAS Hotel, Berlin - Meet ES.TEC.O. srl in the exhibition andattend the presentation - www.tass-safe.com

06-07 November - STAR Konferenz DeutschlandHilton Hotel in Nürnberghttp://www.cd-adapco.com/minisites/de_ugm/index.html

20-21 November - SIMPACK User MeetingBonn-Bad Godesberghttp://www.simpack.com/websitep.html

21-23 November – ANSYS Conference and 25. CADFEM Users’Meeting International Congress Center Dresden.Presentations:• From workflow to business process: modeFRONTIER as a

pervasive technology for integration, robust design andoptimization by Esteco srl and University of Trieste

• Expert system for the optimization of bridge orthotropicdeck plates by EnginSoft

www.usersmeeting.com

SWEDEN

08-09 October – 2007 ANSYS Nordic Regional ConferenceRadisson SAS Scandinavia Hotel, Gothenburghttp://converge.ansys.com/se/

DENMARK

24-25 October 2007, 5th NAFEMS Nordic seminar: FEA Modelling and Numerical Simulation - Advances andPractical Applications - Copenhagen, Denmarkhttp://www.nafems.org/events/nafems/

ITALY

25-26 October – modeFRONTIER Italian Users’ Meeting 2007within the EnginSoft CAE Users’ Meeting - CAE Technologiesfor Industry - Villa Caroli-Zanchi – Stezzano/Bergamo.Presentations by invited speakers, modeFRONTIER users andexperts focussing on the easy integration of the softwarewith most available CAE tools, new enhancements and appli-cation cases. http://meeting2007.enginsoft.it

TURKEY

12-14 November - Conference for Computer AidedEngineering and System Modeling - WoW Kremlin Palace,Antalya - modeFRONTIER Session and Product Presentationhttp://www.figes.com.tr/konferans/2007/calistay.php

For more information:[email protected]

modeFRONTIER Event Calendar

The picture 11 shows the global workflowas performed with the modeFRONTIERInterface. The above tasks arehighlighted.

RunsGlobal optimizations were run for both,the opened and closed sectionorthotropic plates. The iteration diagramsare shown in the pictures 12-13-14.

Global optimization resultOptimum designs were found with shapesvery similar to the minimal Eurocodegeometries. For a given distance betweenfloor beams of 3000 mm, they respect the

traditional sizing of stiffeners and upperplate. The importance of different codechecks is displayed in the followingpicture. It shows how the local fatiguechecks strongly influence the designwhile longitudinal stresses are lessimportant to the analyzed span length.

Bibliography[1] P. Matildi, M. Mele – “Impalcati a

Piastra Ortotropa” – Italsider.[2] S. Timoshenko, S. Woinowsky Krieger

– “Theory of Plates and Shells” –McGraw-Hill BOOK COMPANY, INC.,Second Edition

[3] József Farkas, Károl Jármai –

“Economic Design of MetalStructures” – MillPress, 2003

[4] Kiss K., Székely E., Dunai L.. –“Fatigue analysis of orthotropichighway bridge decks” – 2ndInternational PhD Symposium in CivilEngineering, Budapest 1998.

[5] J. Horn e N. Nafpliotis – “Multiobjective Optimisation Using theNiched Pareto Genetic Algorithm” –Illinois Genetic Algorithm Laboratory,Urbana, USA, 1993.

For more information:Ing. Daniele Schiavazzi [email protected]

54 - Newsletter EnginSoft Anno 4 n°3

EnginSoft welcomes Giorgio Buccilli as Chief Operating Officer

It is with utmost pleasure that EnginSoft announces theappointment of Giorgio Buccilli as Chief Operating OfficerEurope & Middle East.In his position Giorgio Buccilli will manage and direct themodeFRONTIER-related European operations and hencefocus on strengthening business relations betweenEnginSoft & ES.TEC.O. Headquarters in Italy and thecompanies’ partners and customers all over Europe and theMiddle East. Giorgio will put great emphasis on expanding the existingmodeFRONTIER Network, especially to countries in theEastern part of Europe and the Middle East. Above all though, Giorgio will oversee thefuture direction of modeFRONTIER on a European and subsequently global level, thusexploiting the potential of the technology and the competencies of EnginSoft,ES.TEC.O. and the Network. Prior to joining EnginSoft, Giorgio was Sales & MarketingManager of Fluent Italia srl, a subsidiary of ANSYS Inc. and Project Manager Research& Development at Worgas Bruciatori srl, a domestic burners manufacturer. In his careerto date, Giorgio has been awarded with many application patents in gas combustiontechnology. Besides his broad technical knowledge and expertise based on a MasterDegree in Aeronautic Engineering, he holds a Master Degree in Marketing and a MBA(Master of Business Administration). Giorgio’s comprehensive understanding of the complex and strongly linked sales andmarketing business has enabled him to successfully establish partnerships, build andmotivate sales teams, thus leading to annual sales targets and contribution marginsbeing exceeded. Having both, exceptional technical expertise and a business brain,Giorgio understands our customers and their design processes as well as our partnersand their requirements to drive the Network.

For more information:[email protected] - www.network.modefrontier.eu

GACM welcomes ESTECO GmbH as Corporate Member Recently, in July 2007,ESTECO GmbH Germanybecame a Corporate Memberof the GACM GermanAssociation for Computational Mechanics, an affiliation to the InternationalAssociation for Computational Mechanics IACM.The German Association for Computational Mechanics (GACM) is a non-governmentalassociation. The objective of GACM is to stimulate and promote education, researchand practice in computational mechanics and computational methods in appliedsciences, to foster the interchange of ideas among various fields contributing tocomputational mechanics, and to provide forums and meetings for the disseminationof knowledge about computational mechanics in Germany.GACM has individual and corporate members as well as affiliated educationalprograms. GACM is affiliated to the International Association for ComputationalMechanics (IACM) as a national branch. Among others it is also affiliated to all othernational and regional organizations affiliated to IACM as well as to the InternationalUnion of Theoretical and Applied Mechanics (IUTAM) and to the European Communityon Computational Methods in Applied Sciences (ECCOMAS).

For more information about GACM and IACM, please visit:www.gacm.de or www.iacm.info

ANSYS Conference &25TH CADFEM Users’MeetingNovember 21st – 23rd 2007 International Conference Center –Dresden – Germany

This double event, jointlyorganized by CADFEM GmbH,ANSYS Germany GmbH and FluentDeutschland GmbH in Dresdennext November, presents itself asthe most comprehensive expertconference on numericalsimulation in productdevelopment in the world. The conference will cover theentire spectrum of ANSYSapplications in the areas ofstructural mechanics,computational fluid dynamics(CFX, ICEM CFD, FLUENT andAUTODYN), and electronics andcoupled fields. CADFEM will also host anadditional conference programfocusing on topics such as LS-DYNA, biomechanics, andnanotechnologies, so to coverthe whole sphere of theSimulation Driven ProductDevelopment.The importance and relevance ofthis event is witnessed by thegreat number of user reportswhich will be presented byexperts coming from industry,research and universities, ofworkshops and seminars oncurrent simulation topics and bythe large technical exhibition forcomplementary products. Given the high technical profileand quality of the event,EnginSoft has confirmed itsparticipation both as speaker insome sessions, providinginteresting contributions on theoptimization strategies throughmodeFRONTIER and HighPerformance Computing and asexhibitor with its own stand, tosupport and foster the knowledgeon innovative applications andnew developments coming fromCAE software integration.

With this Survey, EnginSoft and ANSYS Italy aim at identifying,determining and reflecting the short and mid-term priorities fromindustry and academia as well as the challenges software developersand researchers are facing in this context.

In view of the ever changing CAE market, we believe that surveyingis of utmost importance. Your feed-back and the results of this Surveyhelp us in developing and adjusting our offer to meet the needs anddemands of users of CAE Technology now and in the future.

Supporting solidarity and research.At EnginSoft and ANSYS Italy, we are aware that such surveys can betiresome. To show our appreciation for your support in this initiativeand to encourage you even more, EnginSoft and ANSYS Italy willdonate 1 Euro for each completed and returned Survey form to theItalian Cancer Research Association. Hence, by returning this form to us, you are making a contribution tosolidarity and research.

Please try to answer as many questions as possible. Do not forget toinsert your name and contact details! Please submit the completedSurvey by either post, fax or email (see details on page 4). You canalso complete the form online at: www.enginsoft.net/survey

Fields to tick:5 – most important / true / applicable4 – very important / true / applicable3 – average important / true / applicable2 – less important / true / applicable1 – not important / true / applicable

Con questo Questionario, EnginSoft ed ANSYS Italia si propongono diindividuare, determinare e rispecchiare sia le priorità di breve e medioperiodo espresse dall’industria e dal mondo accademico, come pure lesfide che ricercatori e sviluppatori di software stanno affrontando inquesto contesto. In considerazione del fatto che il mercato del CAE è incontinuo cambiamento, crediamo che condurre un’indagine di questogenere sia di estrema importanza. I vostri feedback ed i risultati di questosondaggio ci aiuteranno a sviluppare ed adattare la nostra offerta così dasoddisfare le esigenze e le richieste degli utilizzatori di tecnologie CAE siaora che in futuro.

Uno sguardo alla solidarietà e alla ricerca.In EnginSoft ed ANSYS Italia siamo consapevoli di quanto questiquestionari possano essere noiosi. Per dimostrare quindi il nostroapprezzamento per il vostro sostegno a questa iniziativa e per fornire unulteriore incentivo alla compilazione, EnginSoft ed ANSYS Italiadevolveranno per ogni questionario compilato un euro all’AssociazioneItaliana per la Ricerca sul Cancro (AIRC).In questo modo il questionariodiventerà anche una vostra forma di solidarietà verso la ricerca.Vi preghiamo di rispondere al maggior numero di domande possibili e dinon dimenticare di inserire nome e riferimenti personali!. I questionaricompilati possono essere inviati tramite posta, fax o e-mail (vediinformazioni a pagina 4) oppure possono essere compilati direttamenteon-line all’indirizzo: www.enginsoft.net/survey

Campi da segnare:5 – estremamente importante / vero / applicabile4 – molto importante / vero / applicabile3 – mediamente importante / vero / applicabile2 – poco importante / vero / applicabile1 – per nulla importante / vero / applicabile

Simulation Based EngineeringThe Needs of Industry and Academia

SURVEY no. I

Section A: Design and Production Processes

A.1. What do you consider as the most innovative and effective changes in your working methodologies inrecent years?

a. Usage of CAEa1. Simulation-based design a2. Digital mock-up a3. Virtual prototyping (VP) and testinga4. Tailored for specific sectors

1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 5

b. Simulation of manufacturing processes 1 2 3 4 5c. Co-design approach 1 2 3 4 5d. Knowledge Based Engineering (KBE) for knowledge capture 1 2 3 4 5e. Design process integration

e1. Locally e2. Over the supply chain

1 2 3 4 51 2 3 4 5

f. Simulation automation 1 2 3 4 5g. Integration of simulation and testing (DDDAS – Dynamic Data Driven Simulation Systems) –

Symbiotic real-time feedback between virtual testing and data acquisition 1 2 3 4 5

h. Virtual reality 1 2 3 4 5i. Documentation of processes, statistics, decision support tools 1 2 3 4 5

j. Other __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

A.2. What are the major improvements/benefits that you have personally experienced

A.3. What do you regard as the major bottleneck in your actual design process?

A.4. What do you think may help to overcome these difficulties/barriers?

a. Improved documentation, higher data accuracy 1 2 3 4 5

b. Knowledge capture – Faster learning curve for beginners 1 2 3 4 5

c. Up-front simulation implying reduced re-calculation times and the ability to re-design atlater stages 1 2 3 4 5

d. Shorter design cycles 1 2 3 4 5

e. Higher process and product awareness 1 2 3 4 5

f. Increase in overall productivity 1 2 3 4 5

g. Improved product quality 1 2 3 4 5

h. Higher efficiency in cost and time 1 2 3 4 5

i. Other ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

a. Automation, CAD/CAE integration, meshing / discretization 1 2 3 4 5b. Material databases 1 2 3 4 5c. Component databases 1 2 3 4 5d. Validation (reliability of models / procedures, documentation) 1 2 3 4 5

e. Design process integration (including transfer of physical data between different simulationenvironments / domains) 1 2 3 4 5

f. Results post-processing 1 2 3 4 5g. Code parallelization (availability and/or efficiency) 1 2 3 4 5h. Parametric studies (multiple parallel runs – cost constraints) 1 2 3 4 5i. Education 1 2 3 4 5

j. Other _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

a. Start with or expand the initial team of VP experts (strengthen sector specific VPknowledge) 1 2 3 4 5

b. Rethink and/or redesign (some of the) design processes in the light of integration 1 2 3 4 5c. Develop some in-house software to complement off-the-shelf commercial software 1 2 3 4 5d. Further validate the VP models through physical testing 1 2 3 4 5e. Rely on well-established relationships with external (highly and specifically experienced)

providers 1 2 3 4 5

f. Outsource VP work, and concentrate on specifications in order to assign and control thework 1 2 3 4 5

g. Network (join forces) with other companies in order to have more power and/or means toincrease databases, and the like 1 2 3 4 5

h. Improve knowledge/awareness 1 2 3 4 5i. Improve the use of benchmarks 1 2 3 4 5j. Implement procedures (partially frozen) based on parametric modelling and/or parametric

approaches, taking advantage of HPC 1 2 3 4 5

k. Interact with committees in charge of public/official technical standards, toinclude/extend the relevant VP parts of such standards (and hence the use of VP byindustry)

1 2 3 4 5

l. Other __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ �

A.5. What do you regard as the most important and effective changes in your working methodologies in theyears to come?

Section B. Relevant technologies and their readiness

B.1. How would you evaluate the readiness of VP Technologies in general?

B.2. If you wish, please list your experiences with certain CAE programs and how you evaluate their capabilityto meet your design and simulation requirements.

a. Usage of CAE a1. Simulation-based design a2. Digital mock-up a3. Virtual prototyping and testinga4. Tailored for specific sectors

1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 5

b. Simulation of manufacturing processes 1 2 3 4 5c. Co-design approach 1 2 3 4 5d. Knowledge Based Engineering (KBE) for knowledge capture 1 2 3 4 5e. Design process integration

e1. Locally e2. Over the supply chain

1 2 3 4 51 2 3 4 5

f. Simulation automation 1 2 3 4 5g. Integration of simulation and testing (DDDAS – Dynamic Data Driven Simulation Systems) –

Symbiotic real-time feedback between virtual testing and data acquisition 1 2 3 4 5

h. Virtual reality 1 2 3 4 5i. Documentation of processes, statistics, decision support tools 1 2 3 4 5j. Other _____________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________

a. Methods, algorithms, approaches 1 2 3 4 5b. Availability of physical models 1 2 3 4 5c. Usability 1 2 3 4 5d. Integration (and/or availability of interfaces, API, for integration) 1 2 3 4 5e. Customization 1 2 3 4 5f. Hardware platform independency 1 2 3 4 5

i. Other __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Programsa. ______________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________

b. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

c. __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Section C. Priorities

The answers in this section relate to either (please tick one)

C.1. What are the VP-related priorities to meet the future challenges in your area of busines

C.2. What measures have been or should be planned to achieve these objectives?

� your company level or

� your department level

a. VP is not considered an issue 1 2 3 4 5b. Extend the use of VP to more advanced applications 1 2 3 4 5c. Handling of uncertainties 1 2 3 4 5d. Robust design 1 2 3 4 5e. Validation of models / procedures 1 2 3 4 5f. Design process integration 1 2 3 4 5g. Business integration over the supply chain 1 2 3 4 5h. Multi-objective and multi-disciplinary optimization 1 2 3 4 5i. Multi-scale approaches 1 2 3 4 5j. Material models 1 2 3 4 5

k. Other __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

a. Improve awareness / culture at all levels 1 2 3 4 5b. Enhanced and more frequent software training 1 2 3 4 5c. Increase in manpower and number of experts 1 2 3 4 5d. Research for and acquire new CAE tools 1 2 3 4 5e. Outsourcing of base studies 1 2 3 4 5f. Outsourcing of advanced studies 1 2 3 4 5g. Use of internet-based services 1 2 3 4 5

h. Other __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Thank you for your time in completing our Survey.Please send this form, either by post to:EnginSoft S.p.A, Marketing office, Via della Stazione 27, 38100 Mattarello - Trento, Italy or by fax to: +39 049 7705335 or email: [email protected].(you can complete the form on-line at: www.enginsoft.net/survey)

Please provide your name and contact details:Title, Name, Surname: ____________________________________________________________________________________Company: _______________________________________________________________________________________________Department: ____________________________________________________________________________________________

Position (please tick one):Academia: � Professor � Researcher � Laboratory testerIndustry: � Manager � CAE/VP Responsible � Designer � Researcher

Street address: __________________________________________________________________________________________Postcode/City/Country: ___________________________________________________________________________________Email: __________________________________________________________________________________________________Telephone / Fax: _________________________________________________________________________________________What CAE tools does your company use?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________