Studio e definizione di un modello di simulazione multibody di una tastiera digitale

This thesis focuses on the design and CAD modeling of a digital keyboard with weighted keys, aiming to replicate the mechanical feel of a traditional acoustic piano. The work is part of an experimental project intended to analyze and optimize the dynamic response of the key–hammer system, comparing real data extracted from an acoustic piano with the results obtained through simulation. The design phase was carried out using Siemens NX, through which a complete parametric model of the keyboard was developed, with particular attention to kinematic constraints and material selection. Subsequently, the experimental data provided by the engineering team were used to validate the simulated system’s behavior, analyzing the correlation between force, displacement, and velocity. This work made it possible to achieve an accurate representation of the key dynamics, laying the foundation for future developments in structural optimization and in the creation of increasingly realistic simulation models that reproduce the actual behavior of the instrument.

Il presente elaborato tratta la progettazione e la modellazione CAD di una tastiera digitale con tasti pesati, con l’obiettivo di riprodurre le sensazioni meccaniche di un pianoforte acustico tradizionale. L’attività si inserisce all’interno di un progetto sperimentale volto ad analizzare e ottimizzare la risposta dinamica del sistema tasto–martelletto, confrontando i dati reali estratti da un pianoforte con i risultati ottenuti mediante simulazione. La fase di progettazione è stata condotta utilizzando Siemens NX, attraverso cui è stato realizzato un modello parametrico completo della tastiera, con particolare attenzione ai vincoli cinematici e ai materiali impiegati. Successivamente, i dati sperimentali forniti dal gruppo di ingegneri sono stati utilizzati per validare il comportamento del sistema simulato, analizzando la correlazione tra forza, spostamento e velocità. Il lavoro ha permesso di ottenere una rappresentazione accurata della dinamica del tasto, ponendo le basi per futuri sviluppi in ambito di ottimizzazione strutturale e realizzazione di modelli di simulazione sempre più fedeli al comportamento reale dello strumento.