Studio meccanico agli elementi finiti di un sistema ad accumulo di energia a volano

L'elaborato di tesi proposto si concentra su una parte in divenire del progetto "Flywheel Ecosister", mirando alla realizzazione di un sistema di accumulo elettromeccanico di energia tramite volano per applicazioni domestiche. L'obiettivo principale è dimensionare il volano per conciliare l'energia accumulata richiesta con la fattibilità pratica della realizzazione e installazione. Si è scelto un volano in acciaio per conciliare costo e sicurezza nel suo utilizzo. Successivamente sono state studiate le sollecitazioni subite dal volano durante il moto rotazionale, considerando parametri come il raggio, la velocità di rotazione, la densità e la resistenza alla tensione del materiale. Si è concluso che lo stress dipende da questi fattori, con tensioni maggiori vicino al centro del volano anche a causa delle tensioni di accoppiamento con l'albero. Simulazioni agli elementi finiti tramite il software Ansys hanno confermato le previsioni numeriche. È stato anche studiato l'utilizzo di un albero con chiave, che potrebbe portare a sollecitazioni asimmetriche, al fine di evitare rotazioni indipendenti tra albero e volano. Le simulazioni hanno confermato le ipotesi ed hanno mostrato deformazioni minime. Si è valutata l'importanza di una struttura di protezione per la sicurezza delle persone e degli ambienti circostanti, proponendo design progettuali per prevenire danni causati da detriti del volano.