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)
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
Obbiettivo del corso e fornire una preparazione di base riguardo alla dinamica del veicolo ferroviario e stradale; in particolare il corso vuole fornire gli elementi fondamentali per comprendere e modellare i principali aspetti di:
-contatto ruota strada e ruota-binario
-dinamica longitudinale dei veicoli
-dinamica laterale
-dinamica verticale
Prerequisiti
Conoscenze di base di Meccanica applicata
Metodi Didattici
lezioni frontali
Altre Informazioni
.
Modalità di verifica apprendimento
esame orale con tre domande
Programma del corso
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.