Accelerazioni e stroke

Si mostrerà ora un confronto tra diverse grandezze durante l'intero pro- cesso di caduta della bicicletta dal gradino, sia per prove eettuate in piedi che da seduto.

Comportamento in piedi

La prima prova che si vuole mostrare è la stessa usata in precedenza per l'analisi dei tempi di caduta: è eseguita in piedi e ad una velocità di

-0.2 -0.18 -0.16 -0.14 -0.12 -0.1 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 Time (s) -5 0 5 10 15 20 25 Position (mm) Exper Sim Bottom reached

Figura 6.5: Confronto tra gli stroke anteriori di una prova in piedi in cui le ruote del sistema reale si sono staccate.

14.7km_h , che fa staccare le ruote da terra anche nel sistema reale. In gura 6.6 sono presenti i risultati: vengono mostrati gli andamenti degli stroke e le accelerazioni verticali di cassa e di ruota. In particolare le accelerazioni di cassa sono state misurate in corrispondenza del manubrio e della sella, cercando di posizionare i sensori nelle medesime posizioni tra sistema reale e simulato.

Il confronto tra gli stroke anteriori dà dei risultati abbastanza soddisfacen- ti: la caduta dallo scalino avviene in maniera simile (era già stata analizzata in precedenza) e la compressione massima è identica. Le discrepanze nascono quando anche la ruota posteriore cade dallo scalino, in quanto nel sistema reale si verica un'estensione quasi totale che è invece assente in simulazione. Per quanto riguarda lo stroke posteriore, durante la caduta della ruota anteriore (attorno all'istante zero) il comportamento è piuttosto simile: in entrambi i casi avviene una leggera estensione delle sospensioni (in anticipo

-0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0 20 40 60 80 Position (mm)

Front suspension stroke, cyclist standing Exper Sim Bottom reached -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 -5 0 5 10 15 20 25 30

35 Rear suspension stroke, cyclist standing

-0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 -100 -50 0 50 100 150 Acceleration (m/s 2)

Front wheel z acceleration, cyclist standing

-0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 -150 -100 -50 0 50 100 150

200 Rear wheel z acceleration, cyclist standing

-0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Time (s) -50 0 50 100 Acceleration (m/s 2)

Handlebars z acceleration, cyclist standing

-0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Time (s)

-50 0 50

100 Saddle z acceleration, cyclist standing

Figura 6.6: Confronto tra gli stroke e le accelerazioni di cassa e di ruota di una prova eseguita da in piedi.

nel caso simulato), seguita da una ricompressione, che risulta essere molto più marcata nel caso reale. Questi due fatti (l'estensione e la successiva compressione) sono dovuti allo spostamento del peso del ciclista, il quale inizialmente si sbilancia in avanti per eetto della caduta dell'anteriore, e poi si ristabilizza. La dierenza tra i due casi risiede nel fatto che il ciclista vero reagisca alla caduta spostandosi più indietro di quanto non lo fosse inizialmente, il che è un comportamento che il ciclista simulato ovviamente non riproduce. Passando ad analizzare la caduta del posteriore, anche in questo caso la compressione massima risulta essere abbastanza simile anche se la dinamica, al contrario, è piuttosto diversa.

Passando alle accelerazioni di ruota, il confronto tra i comportamenti di quelle anteriori è positivo: il picco massimo e anche il primo ventre so- no riprodotti con ottima fedeltà, mentre durante la caduta del posteriore le oscillazioni risultano essere molto più contenute. Per quanto riguarda la ruota posteriore il comportamento è il medesimo: si riscontra un buon mat- ching quando la ruota che cade è quella che si sta analizzando (in questa prova specica, però, i due picchi non sono uguali), e un'attenuazione delle accelerazioni simulate quando cade l'altra ruota.

Questo fatto non è preoccupante in quanto esistono altre prove in cui l'a- derenza è buona in tutti i casi; di nuovo, la causa potrebbe essere attribuibile al comportamento in sella del ciclista.

Inne, il confronto che dà i risultati peggiori è quello che interessa le acce- lerazioni di cassa: il matching è piuttosto scadente sia in termini di intensità che di dinamica, ed interessa sia il sensore posto sul manubrio che quello sotto la sella. Una possibile spiegazione verrà fornita quando si analizzerà lo stesso insieme di graci ma riferiti ad una prova da seduto. In gura 6.7, invece viene fornito per paragone il risultato della simulazione di un'altra

prova, sempre col ciclista in piedi, ma eseguita a velocità inferiore. Nono- stante l'andamento degli stroke sia decisamente peggiore rispetto alla prima prova, l'aderenza delle accelerazioni di ruota è questa volta ottimo, soprat- tutto per quanto riguarda gli istanti di caduta della ruota non considerata. Rimane invece scarso il confronto tra le accelerazioni di cassa.

Comportamento da seduto

La gura 6.8 mostra lo stesso confronto ma fatto per una prova eseguita da seduto. Anche in questo caso le accelerazioni di ruota sono le grandezze che meglio vengono ricreate. É interessante notare che l'introduzione nel modello del distaccamento tra il sedere e il sellino consenta di riprodurre una dinamica particolare dello stroke posteriore. Si noti infatti dal graco in alto a destra che, sia nei dati sperimentali che simulati, poco dopo l'atterraggio della ruota posteriore la relativa sospensione comincia a comprimersi, successivamente ha un esso e poi di nuovo un'impennata. Da un'analisi del video della prova sperimentale e della simulazione è facile rendersi conto che tale istante è quello in cui tutto il peso del busto atterra sul sellino dopo la caduta dallo scalino, provocando un'accelerazione nella compressione della sospensione.

Provando a simulare la stessa prova ma senza dare la possibilità al ciclista di separarsi dal sellino, si ottengono i risultati di gura 6.9. Si noti che l'andamento prima descritto per lo stroke posteriore in questo caso si è perso, indice del fatto che fosse proprio causato dall'atterraggio del ciclista sulla sella. La seconda cosa interessante è visibile nella gura in basso a destra, dove si può notare che l'accelerazione del sellino praticamente non subisce nessuna variazione signicativa all'atterraggio della ruota posteriore. Ciò è in contrasto con tutte le prove mostrate in precedenza, comprese quelle da in piedi, dove l'accelerazione della sella si impennava all'istante del contatto

0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 20 40 60 80 Position (mm)

Front suspension stroke, cyclist standing Exper Sim Bottom reached 0 0.2 0.4 0.6 0.8 -5 0 5 10 15 20 25 30

35 Rear suspension stroke, cyclist standing

0 0.2 0.4 0.6 0.8 -100 -50 0 50 100 150 Acceleration (m/s 2)

Front wheel z acceleration, cyclist standing

0 0.2 0.4 0.6 0.8 -150 -100 -50 0 50 100 150

Rear wheel z acceleration, cyclist standing

0 0.2 0.4 0.6 0.8 Time (s) -50 0 50 100 Acceleration (m/s 2)

Handlebars z acceleration, cyclist standing

0 0.2 0.4 0.6 0.8 Time (s) -20 0 20 40 60 80

100 Saddle z acceleration, cyclist standing

Figura 6.7: Confronto tra gli stroke e le accelerazioni di cassa e di ruota di una prova eseguita da in piedi.

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 20 40 60 80 Position (mm)

Front suspension stroke, cyclist seated Exper Sim Bottom reached 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 10 20 30 40 50

Rear suspension stroke, cyclist seated

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 -50 0 50 100 150 Acceleration (m/s 2)

Front wheel z acceleration, cyclist seated

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 -100 -50 0 50 100

150 Rear wheel z acceleration, cyclist seated

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Time (s) -50 0 50 100 Acceleration (m/s 2)

Handlebars z acceleration, cyclist seated

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Time (s) -20 0 20 40 60 80

100 Saddle z acceleration, cyclist seated

Figura 6.8: Confronto tra gli stroke e le accelerazioni di cassa e di ruota di una prova eseguita da seduto.

della ruota posteriore col terreno, tendendo ad inseguire l'andamento dei dati sperimentali. Accadeva sempre, però, che ad un certo punto questo andamento venisse stroncato.