
I metodi proposti per l'analisi,
in genere non lineare, dei sistemi meccanici implementati sui moderni
calcolatori digitali sono attualmente in grado di simulare con grande
accuratezza il comportamento statico e dinamico delle macchine e delle
strutture sottoposte all'azione dei carichi esterni. Tali metodologie
sono basate sul concetto di sostituire il sistema reale con un modello
matematico equivalente costituito da un numero discreto di corpi rigidi
o deformabili collegati da elementi elastici e dissipativi. Il modello matematico
opportunamente implementato in un programma di calcolo può essere
in tal modo utilizzato come prototipo "virtuale" del sistema reale. Un
tale approccio al problema E' ormai usualmente adottato per simulare il
comportamento dinamico di macchine, meccanismi, veicoli, robot e strutture
spaziali. I modelli matematici
sono, con tale approccio, rappresentati da sistemi multicorpo (con dicitura
anglosassone Multibody Systems), ciascuno dei quali è genericamente
sottoposto a grandi spostamenti e rotazioni nello spazio. Le equazioni che governano
il moto di tali sistemi sono complesse ed altamente non lineari e, nella
maggior parte dei casi, non possono essere risolte analiticamente in forma
chiusa. Tali equazioni sono attualmente generate automaticamente e risolte
numericamente da codici "General Purpose": il progettista viene così
ad essere alleviato dal compito di ricavare personalmente le complesse
equazioni di moto e dell'implementazione su calcolatore. Lo scopo della presente
pubblicazione, sviluppata per i corsi di Modellistica e Simulazione dei
Sistemi Meccanici e Meccanica del Veicolo tenuti dagli Autori presso il
Politecnico di Milano e rivolte prevalentemente ad allievi ingegneri meccanici,
è quello di fornire una introduzione sull'argomento dei sistemi
multicorpo, focalizzando le principali problematiche relative a tali metodologie.
Gli Autori hanno cercato di effettuare un'esposizione semplice ma sistematica
del metodo multicorpo con un'impostazione matriciale del problema.organizzando
come segue gli argomenti sviluppati all'interno del testo: INDICE: 1. Definizione
dei sistemi di riferimento adottati; 2. Scelta delle variabili indipendenti
utilizzate per descrivere il moto dei sistemi multicorpo; 3. Analisi cinematica
dei sistemi multicorpo nello spazio con approccio matriciale; 4. Scrittura
automatizzata delle equazioni del moto con approccio matriciale; 5. Introduzione
dei vincoli: metodo di riduzione delle variabili ("minimal set method")
e metodo dei moltiplicatori di Lagrange ("maximal set method"); 6. Risoluzione
delle equazioni del moto: condizioni di transitorio (moto vario), di regime
o di quiete, linearizzazione delle equazioni; 7. Alcuni esempi applicativi.
G.
Diana-F. Cheli: Cinematica e Dinamica dei sistemi multicorpo