Progettazione del Telaio A/A 2016-2017

Lezione 1 27/02/2017

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A cura di: Alice Moretti, Luciana Maria Bongermino

Lezione introduttiva ing. Baldini Approccio per la costruzione di telai leggeri: negli anni ‘60/’70 si inizia ad utilizzare la fibra di carbonio per alleggerire pur perdendo in rigidezza, in modo da ottenere telai più leggeri con sezioni più grandi. La fibra di carbonio è un materiale composito che dà la possibilità di progettare il materiale all’interno della struttura. Negli anni ’80 c’è uno switch tecnologico in Formula 1 con l’introduzione delle prime monoscocche in carbonio. Venivano utilizzati l’alluminio con degli honeycomb (distanziali che servono per aumentare l’inerzia ovvero grandi pannellature in fibre di vetro, fibre di carbonio) e l’assemblaggio era fatto o con la saldatura laser welding of stailess steels o con incollaggi di alluminio con acciaio. In questi anni è stata progettata

- la GTO Evoluzione con space frame in acciaio, tubi in composito e pannelli in kevlar

- vetture di serie con cofano in carbonio e parte alta del tetto in composito

- la F40 con vasca in fibra di carbonio ed è la prima vettura in cui è stata usata una tecnologia F1 all’interno di telai di Ferrari

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Negli anni ’90 si passa dall’acciaio all’alluminio e la fibra di carbonio nonostante sia un ottimo performante non viene più utilizzato perché ha alti costi, problemi di riciclabilità ed è una tecnologia non ancora matura da entrare nel processo produttivo di auto di serie a basso peso; in caso di piccoli incidenti non ti accorgi di un’area che ha subito frattura perché può essere interlaminare e in seguito può portare ad una rottura definitiva. Il carbonio è usato solo per raggiungere un miglior compromesso tra peso e costo per le vetture top car (edizioni limitate). L’utilizzo di multi materiali porta problemi nelle giunzioni:

- la saldatura alluminio + alluminio è facile da realizzare

- la giunzione alluminio + acciaio richiede bullonatura o incollaggio quindi perdo in efficienza e continuità della struttura.

È importante, per la dinamica del veicolo, che i punti dove si attaccano le sospensioni siano in tolleranza il meglio possibile. Il telaio “space frame” è formato da fusi estrusi e lamiere: utilizza travi, quindi gli estrusi dove voglio far passare i carichi e le fusioni le utilizzo nelle giunzioni.

lez 1, p. 3/3 I puntoni servono per assorbire gli urti frontali e posteriori in crush test. Un telaio deve:

- sopperire alla dinamica del veicolo, essere rigido quanto basta

- garantire che non ci sia rolling noise, cavità dello pneumatico che fa rumore

- superare i crush test

Le fasi di progettazione per un telaio sono:

- realizzazione modello al CAD

- lista di calcoli al FEM che mi permette di trovare la rigidezza della struttura e la fatica nei casi limite di: frenata massima e accelerazione massima

- l’ NVH (noise vibration harshness)

- valutazione delle inertanze (rigidezze locali)

- test di crush dell’intero veicolo

- stima del tiro delle cinture

- analisi dei costi

- scelta dei fornitori

Le prime due fasi vengono ripetute in un loop continuo per ottimizzare al meglio la geometria.