• additive manufacturing
• steel structures
• optimisation
• genetic algorithms

Additive manufacturing of structural components for space exploration has become an increasing opportunity as technological processes evolve.
Improved production techniques and improved precision require more accurate evalua- tions of components, where technical specifications become more restrictive.
In addition to the civil sector, simple structures in common use are also used in the space sector, and an optimisation method is required in order to obtain an effective design tool for generating efficient and lightweight structures.
The use of a genetic algorithm (GA) was considered for the development of a preliminary calculation method for the optimisation of structures subject to severe loading conditions due to transport and service operations, the subject of this thesis.
The result is an automated procedure based on MATLAB scripts, which interact with the ANSYS software and allow the optimisation of any structure subjected to loads due to land transport, ship and operational conditions, such as seismic loads, wind loads, snow loads and thermal cycles.
The limited number of commercial sections used led to an almost immediate convergence of the result, thus requiring a low number of generations.
For all three examples of optimised structures evaluated in this work, the optimisation tool manages to reduce their weight from 15% to 35%, increasing their deformation but remaining within the constraints imposed initially.
Nevertheless, the results obtained vary if the starting condition is already optimised and, by varying the loading conditions, as well as the material, the model of the structure and the constraints imposed, it is possible to adapt the procedure to the different design requirements.
Thinking of the creation of geometric structures composed of several components, where the GA would only vary the thicknesses according to the imposed constraints, allows the creation of ad-hoc profiles with variable section.
This solution would lead to a substantial reduction in weight with a consequent increase in efficiency.

L'additive manufacturing di componenti strutturali per l'esplorazione spaziale è diventata un'opportunità crescente con l'evoluzione dei processi tecnologici.
Il miglioramento delle tecniche di produzione e la maggiore precisione richiedono valutazioni più accurate dei componenti, dove le specifiche tecniche diventano più restrittive.
Oltre che nel settore civile, strutture semplici di uso comune vengono utilizzate anche nel settore spaziale, ed è necessario un metodo di ottimizzazione per ottenere uno strumento di progettazione efficace per generare strutture efficienti e leggere.
L'uso di un algoritmo genetico (GA) è stato considerato per lo sviluppo di un metodo di calcolo preliminare per l'ottimizzazione di strutture soggette a severe condizioni di carico dovute a operazioni di trasporto e servizio, oggetto di questa tesi.
Il risultato è una procedura automatizzata basata su script MATLAB, che interagiscono con il software ANSYS e permettono l'ottimizzazione di qualsiasi struttura soggetta a carichi dovuti al trasporto terrestre, navale e a condizioni operative, come carichi sismici, carichi di vento, carichi di neve e cicli termici.
Il numero limitato di sezioni commerciali utilizzate ha portato ad una convergenza quasi immediata del risultato, richiedendo quindi un basso numero di generazioni.
Per tutti e tre gli esempi di strutture ottimizzate valutate in questo lavoro, lo strumento di ottimizzazione riesce a ridurre il loro peso dal 15% al 35%, aumentando la loro deformazione ma rimanendo all'interno dei vincoli imposti inizialmente.
Tuttavia, i risultati ottenuti variano se la condizione di partenza è già ottimizzata e, variando le condizioni di carico, così come il materiale, il modello della struttura e i vincoli imposti, è possibile adattare la procedura alle diverse esigenze progettuali.
Pensare alla creazione di strutture geometriche composte da più componenti, dove il GA varierebbe solo gli spessori secondo i vincoli imposti, permette la creazione di profili ad hoc a sezione variabile.
Questa soluzione porterebbe ad una sostanziale riduzione del peso con un conseguente aumento dell'efficienza.