Studio di una configurazione di sensori ottici per monitoraggio strutturale e applicazioni prognostiche = Study of an optical sensors configuration for structure monitoring and prognostic applications

L’obbiettivo del mio lavoro consiste nel predisporre la miglior configurazione sensoristica possibile, per un sistema di monitoraggio strutturale real-time, costituito da fibre ottiche e sensori areticolo di Bragg (fiber Bragg grating - FBG). Il sistema sarà equipaggiato sul prototipo RA del team ICARUS PoliTo: un UAV a pannelli solari che si presta benissimo alla sperimentazione e che, per le sue caratteristiche, può sfruttare al massimo le potenzialità del sistema. A livello generale, glistudi e i calcoli portati avanti in questa tesi sono volti a presentare un metodo di ottimizzazione replicabile su progetti e scale maggiori, dove gli effetti di una buona architettura del sistema assumono enorme portata. Con questo tipo di sistema a fibre ottiche, facilmente integrabile, si può sviluppare una "struttura intelligente" in grado di fornire dati in tempo reale sul proprio stato di deformazione. Questi dati possono essere usati per valutare l’integrità della struttura stessa, o svolgere funzioni di monitoraggio indiretto su altri sistemi. La configurazione dei sensori, in termini di numero e posizioni, determinala sensibilità, affidabilità, costo, e la capacità di raccogliere dati rilevanti dell’intero sistema. Verrà dunque illustrato il processo che porta alla scelta del numero e del posizionamento dei sensori FBG, da integrare nella struttura alare del prototipo. Lo svolgimento del lavoro di tesi includerà l’utilizzo del software Simens Star ccm+per la determinazione dei carichi aerodinamici agenti sull’ala, il pacchetto Altair HyperWorks per il calcolo delle sue deformazioni, e, infine, il software di calcolo Matlab per il trattamento dei risultati dell’analisi strutturale e la definizione della configurazione sensoristica. L’installazione sul prototipo e i test del sistema non verranno effettuati nell’ambito della mia tesi, ma, compatibilmente con l’evoluzione del progetto RA, i risultati di questo lavoro saranno disponibili e applicabili in sviluppi futuri.