Meccanica del Veicolo

Meccanica del Veicolo

Un veicolo presenta tre principi dinamiche:

• Dinamica Longitudinale
• Dinamica Laterale
• Dinamica Verticale

La dinamica longitudinale si occupa di studiare il veicolo secondo una traslazione rettilinea mediante accelerazioni o decelerazioni. Principalmente la dinamica longitudinale riguarda:

• dimensionamento del propulsore
• dimensionamento dell'impianto frenante e della ripartizione delle forze frenanti
• scelta dei rapporti di trasmissione

La dinamica laterale studia le leggi secondo le quali il veicolo percorre una traiettoria curva. La traiettoria combinata è imposta dall'istante opposto da una perturbazione esterna. Se la traiettoria è imposta dall'istante stesso si studia il comportamento sotto urto suono stanziato. Se la traiettoria è imposta da forzanti esterne parliamo di stabilità di marcia.

La dinamica verticale studia le vibrazioni cui il veicolo reagisce in presenza di irregolarità del fondo stradale. È legata al comfort e alle sensazioni di marcia.

Un automerito è un sistema fisso e agile (corpo vettura) e agile per ogni moto.

Dinamica Longitudinale

Le principali forze che si scombono nel moto sono di varia natura:

• forze alle ruote
• forze aerodinamiche
• forze motrici
• forze frenanti

Desumiamo i modelli che permettono di determinare le forze scomboste nei contatti ruota-strada.

Modello di Coulomb

Hp: ruota e strada rigide → il loro contatto è puntiforme

Con: ω ∧ (G - C)

• V = 0
• |T| ≤ f_s coeff di attrito statico
• V ≠ 0
• |T| = f_c coeff di attrito cinematico (radente)

Vale la reazione f_c ≤ f_s

Con il modello di Coulomb il punto di contatto coincide con il centro di rotazione e si vale la formula fondamentale del moto rigido.

Andamento qualitativo del coefficiente d’attrito con la velocità.

Andamento ideale di f_s al variare di V.

Se teniamo conto della deformabilità il pneumatico ha il contatto con la strada in una superficie ellittica chiamata area di contatto.

Nel caso ideale si ha una distribuzione di pressioni simmetrica rispetto al centro della ruota.

P e N sono per il centro della ruota non essendo momento.

Nel caso reale la distribuzione non è simmetrica e N non passa per il centro del cerchio e si introduce una parametro di attrito volante.

Per mantenere l’equilibrio devo applicare un momento M = N · u

Se alle cadute precedenti applico un angolo di deriva nulla (d=0) il moto del cerchio non è più piano

Del momento della di e perciò

Se volessi applicare uno opposto T≠0 con d≠0

La velocità angolare sono in

• V_sx = V di attrito nel lungo x
• V_Rx = V durante alla rotazione

distanza dell'asse elevabile

Mp vx e vy contati

velocità di movimento di S _o in diversa x

Definire la velocità il rotolamento V_Rx quella parte di velocità che va porta a sommatorio V_Rx = ω R^d

Però

le scomparo in due componenti una di rotolamento e una di slittamento

Definire due vettori

SCORRIMENTO

SCORRIMENTO TEORICO

oppure

provare a rotolare

Scorrimento Laterale

In maniera analoga a quanto fatto per le onde longitudinali si pone a nulle le onde laterali che si rinnovano permante e staziale. Le HP sulle molature delle precedenti si rinnovano solo quell’angolo è diversa.

Perciò d≠0.

In più HP nella scorrimento in direzione a longitudinale Tx = 0.

Perciò la componente di velocità della nave a destra x è uguale a quella di prima automaticamente. Tale informazione è detta BERNA SEMPLICE.

La velocità laterale con la quale si muove l’insieme di contatto:

Vy = V sinα + dw/dt = V sinα + V (dw/dζ)

2 generalamente (2≠49) => Sim sin² ty ddodx e ε

Vy = V (α + (dw/dζ))

Nella zona di scanso V = 0 Vy = 0 però:

V(ε² + dw/dζ) = 0 = 0 - d + dw/dζ => INTREGO b ottengo

w(ζ) = -d ζ + w(ε)/0 sta estratto in introtta in il ofalta

Ipottro una relazione lineare tra spors e definsione Sy(ζ) = Cw w(ζ) = -d w(ε) = Sy(ζ)/Ci Suttituto e ottertengo

Sy(ε)/Ci = -d ζ = Sy(ε) = -Cha d ζ

Fy dipende dalle molle dell'impronta a terra del pneumatico, posso non amplificare la pensine

Guide per az:0 esiste uno spunto laterale τ:0

Alte velocità anche per az:0 e τ:0 se ha Fy ≠0, può essere dovuto a un difetto delle pneumatico o pure può essere voluto dal costruttore

Diagramma di COUGH

Diagramma sperimentale che serve ad avere un quadro d'insieme sul comportamento laterale delle pneumatico.

So trattano i funzioni dei parametri Fz₁ di l'andamento di Fy in funzione‮ di Mŭ. Gio linea rossa rappresenta una linea a Fz costante per un pneumatico da corsa.

All'aumentare di Fy vs e diminuire Mz => diminuzione delle duexe dell' sterzo quando vv avvicina alle condizioni di slittamento

Variare solo la dipendenza dalle curvature del manto stradale

A = strada asciutta

A = strato bagnato 5 mm H₂O

B = strato bagnato 1 mm H₂O

μ_y diminuisce molto se la strada è bagnata all'aumentare della velocità.

μ_x è molto più sensibile al manto stradale all'aumentare della velocità.

Magic Formula (Modello di Pacejka)

Modello matematico semplificato che approssima il comportamento dinamico del veicolo e delle gomme costituendo l'elemento fondamentale di qualsiasi software simulativo.

I coefficienti sono da determinare sperimentalmente. Evidentemente per tale modello non basta l'intuito. Tale modello è costituito da una formula del tipo:

y(x) = D sin { C arc tg [ Bx - E(Bx - arc tg(Bx))] } + S_V

x = X + S_H

B, C, D, E -> coefficienti da determinare (macro-coefficienti)

S_V - shift verticale: permette di ottenere valori di y(x) diversi da 0 per valori nulli di X

S_H - shift orizzontale

y(x) sarà di volta in volta F_x, F_y, M_z

In altre parole

ẋ = - Σ_i M_n F_zi - mg sinα - ½ ρSC_xv² - ∫_t^n° Σ_i F_zi

ẍ = ^{f n° Σ_i F_zi}/_m

ipotiziamo laparamia del verbo se fermamento decelerato - Forse costante

ẋ = costante → ^F_int/_m = - ^dV/_dt = ^F_int/_m

integr. → ∫_v0^vf dV = ∫₀^{tf F_int}/_m dt → V_f - V₀ = - ^F_int/_m tf → V₀ - V_f = a_f · tf

La fra. ovvero del verbo V_f = 0 → t_gru = ^V₀/_ax = ^{V₀ · m}/_Fint

Se onde de V = ^dx/_dt, i genesi

Da ★ dt = - ^{dV · m}/_Fint

ẋ = ^{Σ_i M_n F_zi - mg sinα - ½ ρSC_xv² - ∫_ii F_zi}/_m

V = - ∫_v0^{vf dx}/_{dV · m} = ∫_x0^xf - ^F_int/_m dx → V_f² - V₀²/2 = - ^F_int/_m (x_f - x₀)

(x_f - x₀) = - ^{(V_f² - V₀²)m}/_{2 Fint}

{ }

spostare il testo per portare il verso della velocita v₀ a quello v_f

Se voglio inverso lo spost e arrest completo (V_f = 0)

Somesto = ^{V₀² · m}/_{2 Fint} = ^V₀²/_{2 ax}

Riportiamo l'espressione

ẋ = - Σ_i M_n F_zi - mg sinα - ½ ρSC_xV² - ∫_t^n° Σ_i F_zi

e valutiamo il contributo di roazione serrave