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MARCO EZIO PEZZOLA
Docente Interateneo
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Motorcycle Vehicle Dynamics
Advanced Automotive Engineering (Offerta formativa 2022)
Obiettivi formativi
Comprensione dei fondamenti della cinematica del motociclo.
Conoscenza degli approcci analitici più rilevanti per lo studio della dinamica del motociclo in condizioni di moto sia stazionario che transitorio.
Conoscenza approfondita delle proprietà e del comportamento dei principali componenti e sottosistemi dei motocicli, con particolare riferimento alle caratteristiche delle sospensione e ai modelli di pneumatico, e a come questi influenzano le prestazioni del veicolo in termini di comfort e maneggevolezza.
Conoscenza delle problematiche di stabilità dei motocicli e dei relativi strumenti di analisi, nonché delle tecniche di identificazione sperimentale dei parametri modali.
Conoscenza degli strumenti di modellazione numerica con approccio multibody, finalizzati all’implementazione di modelli numerici semplificati per l’analisi di stabilità di motocicli in condizioni stazionarie ed in regime transitorio, e l’analisi di sensitività dei principali parametri del modello.
Capacità di utilizzo critico di sistemi SW commerciali per simulare la dinamica di motocicli in manovre, eventi e scenari ad elevata non-linearità e sviluppare opportune strategie di controllo.
Capacità di sviluppare modelli numerici per stimare ed ottimizzare le prestazioni di motocicli.
Prerequisiti
Conoscenza di cinematica e dinamica dei sistemi meccanici, e meccanica delle vibrazioni.
Programma del corso
• Cinematica del motociclo
‒ geometria e parametri cinematici
‒ angolo di sterzata e assetto
‒ sezione delle ruote e traiettoria in curva
• Sospensioni
‒ architettura e cinematica sospensioni anteriori e posteriori
‒ curve caratteristiche di rigidezza e smorzamento
‒ calcolo dei parametri ridotti
• Modellazione pneumatici
‒ modelli analitici
‒ modelli semi-empirici
‒ forze di contatto col suolo
• Dinamica del motociclo
‒ moto rettilineo stazionario
‒ modi di vibrare nel piano
‒ modelli di sollecitazioni del fondo stradale
‒ analisi della risposta del motociclo in relazione a aderenza e comfort di guida
‒ manovre non stazionarie nel piano: accelerazione e frenata
‒ percorrenza curva in condizioni stazionarie
‒ transitorio di ingresso/uscita curva
‒ effetti giroscopici
‒ stabilità e modi di vibrare
‒ influenza dei principali parametri progettuali sulla stabilità
‒ tecniche di identificazione sperimentale dei parametri modali del motociclo
‒ cenni sull’interazione pilota–motociclo
• Modellazione numerica della dinamica del motociclo
‒ modellazione con approccio Lagrangiano: stabilità di marcia in rettilineo; analisi di sensitività dei principali parametri; stabilità in curva; effetto delle cedevolezze strutturali sulla stabilità
‒ modellazione con codice commerciale: simulazione di manovre ad elevata non-linearità; simulazione di eventi e scenari critici; modelli semplificati di controllo di trazione/impennamento e/o sistema anti-bloccaggio
• Sperimentazione e validazione di modelli numerici
‒ identificazione sperimentale di parametri fisici (masse, inerzie, caratteristiche pneumatici, caratteristiche sospensioni, coppia sterzo)
‒ stima di grandezze cinematiche
‒ stima di grandezze dinamiche
‒ test virtuali per lo sviluppo di strategie di ottimizzazione delle prestazioni: casi applicativi
Metodi didattici
Il corso include:
• lezioni teoriche alla lavagna, con diapositive PowerPoint e con ausilio di strumenti multimediali;
• lezioni e seminari tenuti da esperti accademici e dell’industria;
• esercitazioni in classe con strumenti di analisi numerica e software per simulazioni.
Tutti i contenuti sono erogati in lingua inglese.
Testi di riferimento
The slides shown during the course will be made available for download.
Suggested books (not mandatory):
• Cossalter V. Motorcycle Dynamics. 2nd ed. LULU, 2006.
• Pacejka HB. Tire and Vehicle Dynamics. 3rd ed. Oxford, Butterworth-Heinemann. 2012.
Verifica dell'apprendimento
Esame finale sull’intero programma del corso. Tre domande orali, della durata di circa 10-15 minuti ciascuna. Al candidato può essere richiesto di disegnare schemi e/o scrivere espressioni/equazioni con carta e penna. Il candidato deve ottenere una valutazione sufficiente (18 su 30) su ogni quesito per superare l’esame. Il punteggio è assegnato sulla base di:
• Conoscenza dell’argomento specifico (40 %)
• Capacità di analizzare e discutere differenti scenari e possibili interazioni con altri argomenti (30 %)
• Chiarezza espositiva e uso appropriato di terminologia tecnica (30 %)
Il voto finale è calcolato come media aritmetica delle valutazioni dei tre quesiti.
Risultati attesi
Completo raggiungimento degli obiettivi formativi del corso. In particolare, sviluppo delle conoscenze e delle competenze necessarie per potere, in completa autonomia, verificare, analizzare ed ottimizzare il comportamento dinamico di motocicli.