B026245 - SPERIMENTAZIONE SUI VEICOLI STRADALI

Italiano e Inglese

• Elementi di dinamica di veicoli stradali
• La simulazione dinamica del veicolo
• Una panoramica sugli strumenti di indagine sperimentale
• I simulatori di guida
• Condurre test su strada
• Esperimenti con il coinvolgimento di soggetti volontari
• Come progettare un esperimento

• Meccanica dell’autoveicolo (Genta)
• Motorcycle dynamics – versione italiana (Cossalter)
• Handbook of driving simulation for engineering, medicine, and psychology (Fischer et al.)
• Meccanica sperimentale : Misure ed analisi delle sollecitazioni (A. Bray, V. Vicentini)

Il corso ha l’obiettivo generale di facilitare gli studenti nel loro processo di sviluppo delle capacità di indagine e comprensione dei fattori rilevanti per la sperimentazione sui veicoli stradali. Il corso si pone inoltre i seguenti sotto-obiettivi:
• sviluppare la capacità di apprendere dalla letteratura scientifica del settore (ricerca bibliografica ed analisi di articoli scientifici).
• sviluppare la capacità di indagine del comportamento di un veicolo stradale e del suo guidatore, anche negli aspetti di interazione veicolo-ambiente-guidatore.

Conoscenze erogate:
• cc1: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, sia in generale sia in modo approfondito relativamente a quelli dell'ingegneria meccanica, nella quale sono capaci di identificare, formulare e risolvere, anche in modo innovativo, problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare. La capacità di comprendere un contesto multidisciplinare in ambito ingegneristico e di operare in ottica problem solving.
• cc8: La conoscenza del settore dei veicoli terrestri approfondendo aspetti cinematici e dinamici delle varie tipologie di veicoli stradali.
• cc13: La conoscenza dei metodi per progettare e gestire esperimenti di elevata complessità.

Capacità di applicazione:
• ca5. La capacità di scegliere e utilizzare attrezzature, strumenti, procedure e metodi appropriati, conoscendone i limiti e le potenzialità.
• ca5: La capacità di condurre esperimenti anche complessi, gestire ed impiegare strumentazione e software avanzati.
• ca7: La capacità di definire, progettare e condurre le indagini utili alla comprensione dei problemi, attraverso l’uso di modelli e tecniche sia teorici che sperimentali.
• ca9: La capacità di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette.
• ca10: Le capacità di eseguire efficacemente una ricerca, individualmente e come componenti di un gruppo, avendo chiaro il contesto della problematica ingegneristica e le implicazioni interdisciplinari che contraddistinguono l’ingegneria meccanica.
• ca11: Le capacità di presentare in forma scritta, verbale e, qualora opportuno, multimediale, le proprie argomentazioni e i risultati del proprio studio o lavoro, con caratteristiche di organicità e rigore tecnico.
• ca12: La capacità di adeguata comprensione delle fonti in lingua inglese.
• ca13: La capacità di poter comunicare e trasferire informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti, sia in lingua italiana che in lingua inglese.

Conoscenze di base di fisica e di meccanica dei veicoli terrestri.

Il programma del corso è affrontato in parte in aula, attraverso lezioni frontali e seminari, ed in parte in laboratorio mediante dimostrazioni ed esercitazioni. Sono inoltre previste sessioni didattiche del tipo “flipped classroom”, nelle quali gli studenti potranno presentare piccoli approfondimenti di argomenti precedentemente trattati a lezione.

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Sono previste tre modalità di verifica: una prova orale in itinere, un’attività laboratoriale di gruppo ed una prova orale conclusiva.
La prima prova orale (in itinere, durata 10 minuti) consiste nel presentare e discutere con la classe un argomento precedentemente spiegato dal docente a lezione. La prova in itinere permette di acquisire bonus per la valutazione finale.
L’attività di gruppo consiste nella progettazione, esecuzione ed analisi dei risultati di un piccolo esperimento, da svolgere sfruttando gli strumenti messi a disposizione dal laboratorio MOVING. L'attività di gruppo si conclude con una presentazione e discussione col docente e determina la valutazione finale. L'attività di gruppo è la principale modalità di verifica dell'apprendimento di questo insegnamento.

In alternativa all'attività di gruppo, ed in particolare per gli studenti part-time, è possibile optare per una prova orale conclusiva che verterà sui contenuti teorici del programma e sulla discussione di risultati di attività sperimentali svolte durante il corso. Nella prova orale lo studente dovrà essere in grado di impostare la progettazione di un'attività sperimentale ed ipotizzare i risultati attesi, anche in termini di segnali misurati sui veicoli.

Lo studente dovrà dimostrare:
una sufficiente conoscenza dei principali argomenti teorici del corso (cc8);
una sufficiente padronanza degli strumenti di indagine sperimentale illustrati a lezione ed in laboratorio (ca5, ca7);
una sufficiente capacità di interpretazione dei dati raccolti nel corso di attività di sperimentazione sui veicoli stradali (ca9).
una buona capacità di presentare le argomentazioni ed i risultati del proprio studio (ca11).

- Introduzione alla dinamica di automobili e motocicli nella prospettiva della sperimentazione sui veicoli.
- Introduzione al CAN bus e alla strumentazione comunemente impiegata nella sperimentazione con automobili e motocicli.
- Introduzione alla geolocalizzazione attraverso sistemi GNSS
- Laboratorio di strumentazione ed esercitazioni a gruppi: oscilloscopio, piattaforma inerziale ed utilizzo del software ControlDesk per visualizzare e registrare dati provenienti dalla piattaforma dSPACE.
- Attività a gruppi su oscilloscopio, dSPACE, calibrazione sensore di pressione), veicolo per studi naturalistici.
- Dimostrazione di indagine sperimentale sul campo: prove con motociclo dotato di sistema di frenatura automatica di emergenza.
- Sull'utilizzo della letteratura scientifica nell'ambito della sperimentazione dei veicoli stradali.
- Overview sulla progettazione ed esecuzione di attività sperimentali sul campo (field testing) con coinvolgimento di partecipanti.
- Progettazione ed esecuzione di una semplice attività sperimentale a gruppi utilizzando una bicicletta e pochi altri strumenti.
- Il fattore umano nella sperimentazione con i veicoli stradali.
- Principi etici nella ricerca non clinica con coinvolgimento di soggetti umani.
- Panoramica sulle attività di indagine sperimentale sul campo con impiego di veicoli stradali.
- Panoramica sui software di analisi dati e di simulazione dinamica.
- Introduzione ai simulatori di guida, ed il caso particolare dei simulatori motociclistici. Dimostrazione del simulatore ABRAM Plus con manubrio a resistenza elastica e controllo in controsterzo.
- Laboratorio di sperimentazione per la definizione e lo svolgimento di un progetto di indagine sperimentale o di analisi dati di prove con veicoli stradali.