Appunti di Sviluppo integrato scocca/finizioni in ambito automotive

CAD.

• Serve per facilitare il calcolo e le simulazioni semplificate, specialmente in fase preliminare.

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Il pendolo è incernierato ad una decina di metri di altezza

con una massa simile/uguale alla vettura.

Il paraurti ha un ritorno elastico, torna alle condizioni

originali

ma con qualche segno di urto —> vettura comunque

utilizzabile.

Altezza del pendolo i ricorda essere differente tra ECE e

USA, il pendolo tende a salire sul paraurti (ovvero la vettura

di schiaccia sotto il pendolo) per questo si inseriscono degli

assorbitori che evitano di coinvolgere nell’urto il cofano.

Correlazione tra calcoli e prove sperimentali non è mai il

100%.

(Vedi video) il paraurti tende a deformarsi al superiore in

modo

da evitare un estensione eccessiva dei tendini, l’importante

in

questo caso è che quanto misurato dai sensori presenti sulla

gamba sia inferiore da quanto richiesto dalla normativa.

La prova deve essere fatta con sollevatore (per passare

dossi e

rampe) attivato, quindi la prova deve essere ripetuta per tutti

gli

assetti della vettura.

Nella zona bassa il paraurti non deve essere cedevole ma

sufficientemente rigida ma deve permettere la rotazione del

pedone verso la parte alta ovvero quella cedevole.

La norma pedone prevede 2 punti K in cui la gamba può essere messa all’interno di tale range, quindi

può essere messa lungo

tutta la linea del paraurti.

• Le prove con camuffatura

non possono essere

validate in quanto si ha

scotch, polistirolo ecc.. —>

quindi determinate prove

non i possono fare, in

quanto per esempio

l’aerodinamica viene

compromessa. Fatta

assieme perché viene

messa in una cella dove si

fa variare la temperatura e

umidità mentre il paraurti

vibra, questo per simulare il

ciclo vita di una vettura. In

base all’aspettativa del ciclo vita cambierà la prova, ovviamente sono consentiti a f ine prova

dei decadimenti ma devono rimanere dentro certi limiti concessi da normativa. Le coppie di

serraggio post prova sono visualizzate in verde, pre-prova sono serrate a 8 Nm —> non ci deve

essere un decadimento superiore al 30%, tra il 30% e 50% si è al limite di valutazione invece

sopra il 50% la prova è KO. La scansione dopo i cicli termici viene fatta per vedere dov’è

deformata —> fatta sia attraverso scanner sia attraverso un operatore. Si analizza sia pre che

post prova per vedere gap and flash e le condizioni del paraurti

• Prova in galleria che simula il comportamento della vettura e poi i giri affiorano in base al tipo

della vettura dai 5 ai 10. È una prova di delibera per freni e radiatore ma il paraurti riveste un

contributo fondamentale.

• I riferimenti tra ODM e CS cambiano, essendoci una variazione di peso provoca una

variazione di altezza della vettura. Importante anche per la valutazione della posizione delle

altezze del pendolo rispetto alla vettura. La parte usa si nota che il pendolo è più alto —>

508mm quindi si deve valutare con lo stile questa altezza per posizionamento paraurti

9 PROGETTO DELLE FINIZIONI INTERNE - PANNELLO PORTA

1-2 10/04 – 24/04

10 SISTEMA SEDILE 29/04 – 6/05

Funzioni principali del sedile

1. Funzione meccanica

Il sedile ha il compito di smorzare le vibrazioni, come un sistema massa-molla-smorzatore. In particolare, può

essere modellato come una massa semplificata collegata:

a una molla (costante elastica k)

o a uno smorzatore (costante c)

o lungo l'asse X (direzione longitudinale del veicolo).

In un grafico frequenziale, sotto i 6 Hz, la funzione di trasferimento amplifica le vibrazioni, mentre oltre i 6 Hz le

smorza. L’obiettivo progettuale è che la curva tenda a zero sopra tale soglia. La curva nera nello schema

rappresenta la risposta ottimale.

Inoltre, è fondamentale che i sistemi della vettura non entrino in risonanza tra loro: si esegue quindi un’analisi

modale per disaccoppiare le frequenze del sedile da quelle di altri componenti.

2. Funzione di sicurezza

Il sedile contribuisce sia alla sicurezza passiva (durante l’incidente) che a quella attiva (prevenzione).

La forma del sedile deve garantire una guida corretta del manichino durante i crash test.

o La cintura di sicurezza è parte integrante della sicurezza attiva, gestita dal sistema SBR (Seat Belt

o Reminder), che rileva la presenza di un passeggero in base al peso mediante un sensore.

3. Funzione posturale

Il punto H rappresenta il baricentro del bacino dell’utente.

o L’incernieramento principale avviene tra le gambe e il bacino.

o La misura H30 definisce la distanza tra il pavimento e il punto H.

o Questa varia a seconda della vettura:

Nella SF90 (Ferrari sportiva), l’altezza è ridotta.

▪ Nella Purosangue, l’altezza è maggiore per adattarsi alla diversa postura.

▪

Un sedile molto comodo difficilmente sarà sportivo, e viceversa. Deve inoltre essere adattabile ai vari

percentili antropometrici (da utenti piccoli a molto alti).

4. Funzione di comfort

Il comfort statico è legato alla distribuzione uniforme della pressione tra sedile e corpo.

o Il comfort dinamico riguarda la capacità di assorbire vibrazioni.

o

La zona lombare è la più sensibile: per questo vengono utilizzate sacche gonfiabili per regolare lo schienale

secondo le esigenze del guidatore.

5. Funzione estetica

Sedili concavi, con schienale integrato, spesso presentano una sellatura tradizionale.

o Sui sedili Ferrari, la sellatura avviene con una tecnica non convenzionale: incollaggio a compressa,

o dove il sedile viene premuto con uno strato di colla contro un punzone sagomato.

Componenti principali del sedile

• Struttura (ossatura): parte metallica che ospita i meccanismi di regolazione.

• JIT (Just In Time):

Fodere

o Imbottitura

o Incollaggi

o L’insieme rappresenta la parte visiva e tattile, cioè la sellatura.

o

Componenti aggiuntivi

• Airbag integrati

• Braccioli

• Sistema di rilevazione dell’occupante (Occupant Detection System)

Comportamento meccanico e comfort dinamico

• Alla guida, il sedile ha una certa elasticità (effetto molleggio).

• Per evitare problemi, si richiede un disaccoppiamento tra:

Schienale e cuscino

o Struttura e altre componenti

o

Il JIT cambia in base al modello, ma la struttura rimane costante.

Tecnologie avanzate

• Ventole per raffreddamento: integrate sotto al sedile, in due “vasetti”, regolano la temperatura.

• Sacche gonfiabili: gestite da valvole e sistemi a compressione.

• Cyberg e Happy:

Il Cyberg è un componente che gestisce la geometria interna.

o L’Happy è una parte di materiale rigido leggero (più rigido della schiuma), che durante l’urto

o posiziona correttamente il manichino, evitando il movimento verso la plancia.

Test e materiali

• I test funzionali includono prove a fatica.

• Lo sviluppo della struttura è generalmente standardizzato, mentre quello del JIT è più complesso per via di:

Ergonomia

o Stile

o Costi

o

Materiali

• Acciaio

• Carbonio

• Magnesio

• Alluminio (usato raramente per le sue scarse proprietà meccaniche)

Resistenza agli urti

• Il sedile deve resistere a urti laterali e posteriori.

• Il cuscino è meno sollecitato rispetto allo schienale.

• Sulla struttura si trovano gli attacchi cintura:

Punto 1: lato montante (fibbia)

o Punto 2: spesso sul sedile, per evitare problemi nei test con percentili diversi

o Punto 3: di solito sul montante, ma può trovarsi sul sedile in caso di vetture scoperte (senza

o montante B)

Un sedile completo pesa circa 68 kg.

Meccanismi di regolazione

Gradi di libertà (vie)

• 0 vie: monoscocca fissa

• 2 vie: regolazione longitudinale (avanti/indietro)

• 4 vie: aggiunta regolazione schienale

• 6 vie: aggiunta regolazione in altezza

• 8 vie: aggiunta basculamento del cuscino

• 10 vie: aggiunta regolazione del vasetto, cioè il supporto per le gambe

Regolazioni aggiuntive

• Fianchetti laterali

• Zona lombare

• Poggiatesta

• Movimentazione asimmetrica con cinematismo a quadrilatero

• Dispositivo di accesso ai sedili posteriori, in vetture a 3 porte

Tipologie di guide e meccanismi

• Le guide possono essere manuali o elettrificate:

Manuale: con archetto sollevabile

o Elettrico: movimentato da motore

o

Regolatori angolari dello schienale

• Meccanismi continui: rotella laterale per regolazione fluida

• Meccanismi discontinui: leva che si innesta su ruota dentata; le posizioni sono date dal passo dei denti

• I discontinui sono meno precisi, ma più leggeri. Il sistema a molla è più semplice da abbattere per accedere ai

sedili posteriori.

• I sistemi elettrici sono sempre continui e sfruttano eccentricità per il movimento del recliner, che deve

essere testato strutturalmente.

Meccanismi alza-sedile

• Sistema articolato con due bielle, manuale (a cricchetto) o elettrico (con vite e motore).

• Il motore, posto su un lato, è collegato all’altro lato tramite tubo flessibile per garantire movimento sincrono.

• Il sistema elettrico pesa circa 1 kg.

Regolazione del vasetto

• Il vasetto, che supporta le cosce, può essere regolato manualmente o elettricamente, adattandosi alla

lunghezza delle gambe.

• Il sistema garantisce una pressione uniforme, migliorando comfort e postura.

Accesso ai sedili posteriori

• Attivato tramite leva e cavo, che sblocca sia lo schienale che la regolazione longitudinale, facilitando

l’ingresso.

Imbottiture e comfort

• Le schiume isolano le vibrazioni e migliorano il comfort.

Celle aperte (poliuretano)

o Celle chiuse (es. Memory Foam)

o

Caratteristiche della schiuma

• Rigidità misurata con la portanza (pressione per deformazione al 40%)

• Densità: parametro legato alla compatibilità ergonomica del cuscino

11 SISTEMI DI SICUREZZA 8 -13/05

Sistemi di ritenuta e progettazione – Lezione

Centralina Airbag e rilevamento dell’urto

Nella progettazione dei sistemi di ritenuta si parte dalla centralina degli airbag.

Questa centralina riceve dati da sei accelerometri: se l’urto rilevato supera una soglia predefinita,

paragonata a valori di riferimento interni, il sistema si attiva automaticamente.

È inoltre presente un dispositivo chiamato EDR (Event Data Recorder), che funziona come una scatola nera

del veicolo.

Questo dispositivo registra nella memoria della centralina gli event