Validazione del modello ad elementi finiti (FE) usando gli estensimetri

Il Lessius Racing Team utilizza gli estensimetri ed il sistema di acquisizione dati MGCplus della HBM per validare i risultati di prova

Una parte fondamentale della progettazione di una macchina da corsa efficiente è il sistema di sospensioni. Esso gioca un ruolo importante nella riduzione sia del peso che dell'attrito, ottimizzando le prestazioni del veicolo. Per ridurre non solo il peso totale dell'auto da corsa, ma anche la cosiddetta massa rigida, si deve impiegare il minor materiale possibile nella realizzazione del sistema di sospensioni. Una bassa massa rigida è importante poiché essa assicura la rapida risposta del sistema di sospensioni ai dossi ed alle buche, mantenendo costante il contatto dei pneumatici con il suolo ottenendo così il massimo controllo del veicolo.

La rigidità delle sospensioni è un'altra parte importante, poiché la loro deformazione influenza la geometria e con essa la messa a punto dell'auto (quali l'incidenza, l'inclinazione e la convergenza), pregiudicando il comportamento di guida e la resistenza al rotolamento. Innanzi tutto, le sospensioni devono gestire tutte le forze agenti sulla macchina da corsa mantenendola in pista quando essa affronta le curve ad alta velocità.

Per garantire che la massima riduzione di peso non influenzi la resistenza strutturale, per la progettazione sono stati usati i più moderni pacchetti software di simulazione FE. Mancava solo un anello della catena per sviluppare una sospensione robusta ma leggera. Questo anello è la validazione dei modelli, per assicurarsi che questi modelli (e con essi il progetto) siano corretti. 

Tale validazione, offrendo la certezza sul progetto cercata dal team, è stata realizzata applicando degli estensimetri su diverse parti delle sospensioni. Fu scelto di effettuare la prova con caricamento diretto mettendo dei pesi sul veicolo durante la misurazione della forza agente effettivamente sull'intera sospensione, mediante delle mensole di pesatura situate sotto le ruote.

Ulteriori prove per migliorare le prestazioni del veicolo

Schermata del software catman per l'acquisizione dei dati di misura

Le forze di misura agenti sulle ruote erano utilizzate come parametri d'ingresso per la simulazione del modello FE, allo scopo di correlare la deformazione del materiale misurata dagli estensimetri con le corrispondenti posizioni del modello FE stesso. Questo approccio offre uno scenario di prova ben definito che semplifica la correlazione fra i dati simulati e quelli misurati.

Il passo successivo consiste nello strumentare l'auto da corsa con un'ulteriore apparecchiatura di acquisizione dati, al fine di effettuare misurazioni in casi di uso reale mentre si guida il veicolo effettivamente sulla pista da corsa. Ciò è già stato discusso e sarà il compito della squadra corse del prossimo anno. Per ora, le prove statiche sono state un grande successo ed hanno dimostrato la stabilità strutturale dell'attuale progetto della sospensione.

Ulteriori prove (dinamiche) aiuteranno la squadra a ridurre ancor più il peso e ad aumentare le prestazioni del veicolo, senza rischiare il guasto dei componenti od il cattivo comportamento del veicolo dovuti all'insufficiente rigidità strutturale.

Prova del sistema di sospensioni sviluppato appositamente per un'auto da corsa a trazione elettrica

Il Lessius Racing Team (LRT), un gruppo di studenti entusiasti del Lessius Mechelen | Campus De Nayer partecipa alla Competizione Formula Student. La Formula Student è una competizione didattica per studenti, il cui scopo consiste nel formare una squadra per costruire e poi vendere il prototipo di un'auto da corsa.

La missione della competizione Formula Student stessa è d'incoraggiare i giovani ad entrare nel mondo della tecnologia, sfidando gli studenti a progettare, costruire, finanziare, presentare e competere come squadra con una piccola auto monoposto da corsa, in una serie di eventi statici e dinamici. Il LRT partecipa nella classe 1A, per cui dovrà sviluppare nuove tecnologie di propulsione a bassa emissione di carbonio, così come definito nel regolamento della classe 1A.

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