Progettazione di profili calotta in serbatoi metallici per l’ottimizzazione delle tensioni, della massa e dell’ingombro = Design of dome profiles in metal tank for the optimization of stress, mass and height

Il presente elaborato nasce con lo scopo di valutare, fissato il volume, la forma più adatta per ottimizzare le tensioni, la massa e l’ingombro di un serbatoio per propellente criogenico. In particolare lo studio si focalizza su serbatoi cilindrici con calotte di estremità la cui forma deriva dalle curve di cassini. Secondo R. Ryan and-V. Verderaime (NASA technical paper 3326 “Systems Design Analysis Apphed to Launch Vehicle Configuration”, gennaio 1993): “Le chiusure dei serbatoi sono solitamente di forma ellittica, ma questa potrebbe non essere la miglior configurazione per performance e costi […]. Le cupole cassiniane potrebbero fornire lo stesso volume di una calotta ellittica con un’altezza minore e con una minore discontinuità alla giunzione”. Concretamente si andranno a studiare con un metodo analitico, la variazione della massa, dell’altezza e degli andamenti tensionali del serbatoio in funzione dei parametri di cassini che definiscono la calotta. Stabiliti poi alcuni vincoli in modo da ridurre il numero delle soluzioni accettabili, alcune di esse verranno studiate agli elementi finiti per validare il modello analitico e studiare gli effetti di bordo sulla giunzione calotta-cilindro.