Dinamica del Veicolo (M. Guiggiani)
Meccanica dell'autoveicolo (G. Genta)
Tire and Vehicle Dynamics (H.B. Pacejka)
Lezioni di meccanica del veicolo (A. Rindi)
Obiettivi Formativi
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 gli aspetti strutturali delle varie tipologie di veicoli. La conoscenza delle macchine elettriche e dei relativi sistemi di alimentazione per trazione. La conoscenza degli aspetti strutturali e termo-fluidodinamici dei motori a combustione interna.
ca1: La capacità di applicare la propria conoscenza e la propria comprensione per identificare problemi e formulare soluzioni, nell’ambito dell’ingegneria meccanica, per impostare, progettare e realizzare e verificare, sistemi ed apparati anche di elevata complessità funzionale, tenendo conto di implicazioni relative agli aspetti ambientali, economici ed etici, il tutto attraverso l’uso di metodi consolidati;, ca3: La capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici e di modellazione, basati sull’analisi matematica e numerica, per poter simulare al meglio il comportamento di componenti e impianti al fine di predirne e migliorarne le prestazioni.
Prerequisiti
Il docente considera come acquisite dagli allievi le conoscenze e competenze di meccanica applicata alle macchine.
Metodi Didattici
Lezioni frontali.
Modalità di verifica apprendimento
esame orale
due domande sulla dinamica del veicolo e\o sui modelli per le forze scambiate da pneumatico e strada; una domanda di dinamica del motociclo; un domanda di dinamica ferroviaria.
Conoscenza sufficiente degli argomenti trattati
Programma del corso
Il corso tratta i principali aspetti della dinamica del veicolo ferroviario e stradale; in particolare fornisce gli elementi fondamentali per comprendere e modellare i principali aspetti di:
-contatto ruota strada e ruota-binario
-dinamica longitudinale dei veicoli (prestazioni del veicolo; frenatura)
-dinamica laterale (comportamento sovra e sotto sterzante; stabilità del moto in curva)
-dinamica verticale (comfort e sicurezza di marcia).
Meccanica del veicolo Stadale
1. Contatto ruota strada
Modello di Coulomb
Modello a spazzola per scorrimenti longitudinali e laterali
Magic formulae; azioni longitudinali, laterali e combinate;
Influenza sulle curve di aderenza del carico verticale, angolo di campanatura, velocità, velo idrico...
2. Azioni aerodinamiche
3. Dinamica longitudinale
Frenatura: Trasferimento di carico. Proporzionamento dell'impianto frenante-
sistemi di frenatura assistita (ABS,ESP....)
Trazione: curve di potenza, coppia e consumo specifico di un MCI
Modello a 1 Dof con modello ruota-via di Coulomb
Modello a 3 Dof con modello ruota-via di Pacejka.
Prestazioni del veicolo: massima pendenza superabile, massima velocità su strada piana, massima accelerazione su strada piana.
Cenni sulla scelta dei rapporti del cambio
4. Dinamica Laterale
Sterzatura cinematica
Sterzatura ideale: modello semplificato a 1 Dof;
Sterzatura dinamica: modello a 3 Dof;equazioni di moto generali, angoli di deriva, forze agenti sulle ruote
Stabilità direzionale: equazioni di moto linearizzate; derivate di stabilità; risposta allo sterzo; punto neutro; risposta a forze e momenti.
5. Dinamica Verticale
Cenni sui vari tipi di sospensioni
Comfort: modelli a 1 Dof e 2 Dof (quarter-model) per la dinamica verticale;
Influenza delle masse sospese e non sospese
Meccanica del veicolo Ferroviario
6. Contatto ruota-rotaia
Caratteristiche del complesso ruota-rotaia
Comportamento in curva: Sovralzo in curva; Svio.
IL COEFFICIENTE DI ADERENZA IN CAMPO FERROVIARIO
Parametri che influiscono sul coefficiente d'aderenza
Problema normale (teoria di Hertz)
Problema tangenziale (teoria lineare di Kalker, teoria di Johnson-Vermeulen, teorie euristiche)
7. Armamento ferroviario
Caratteristiche principali: scartamento, angolo di posa, carico lineare, carico per asse...
Sagome limiti (veicolo linea).
Profili della ruota ferroviaria: profilo conico FS profili isoconsumo, principali caratteristiche.
Interazione ruota-rotaia: conicità equivalente principali effetti sull'inserzione in curva e sulla stabilità di marcia.
8. Dinamica longitudinale
Trasmissione delle forze longitudinali: cabraggio cassa e carrello.
Il freno pneumatico UIC, principali caratteristiche.
Dispositivi antipattinanti ed antislittanti principi di funzionamento ed intervento
9. Dinamica Laterale
Inserzione in curva: introduzione al concetto di accelerazione non compensata, sopra-elevazione della linea, disegno della linea, il fenomento della souplesse, centro di rollio, pendolamento(attivo) e passivo della cassa.
Moti di serpeggio: trattazione assile isolato (Klingel).
10. Dinamica Verticale
Concetti fondamentali su assetto e sospensioni carrello: masse non sospese, semplicemente e doppiamente sospese esempi di soluzioni costruttive in ragioni delle diverse tipologie di veicolo e prestazioni richieste.