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Capitolo 1
Introduzione
1.1 Ambiente Nel 2004 il Gruppo FERRARI-MASERATI decide di rilanciare la MASERATI, creando il Reparto Corse sotto la guida dell’Ingegner Giorgio Ascanelli, ritornando alle corse nel Mondiale FIA GT con la MC12, il modello da competizione derivato dalla versione stradale della MC12. Nel settembre dello stesso anno ho avuto la possibilità di iniziare un tirocinio aziendale presso il Reparto Corse MASERATI, che contava già di circa 40 unità fra ingegneri, tecnici e altro personale vario. Dopo una prima selezione in FERRARI mi veniva proposto di sviluppare appunto in Maserati, presso il loro Reparto Corse, un lavoro di tesi dal titolo: Analisi statica e cinematica delle sospensioni anteriore e posteriore di una vettura da competizione utilizzando metodi di calcolo scientifico e sistemi cad. 1.2 Scopo del lavoro Lo scopo di questo lavoro di tesi è l’analisi cinematica della geometria delle sospensioni di una vettura da competizione: la MASERATI MC12, vettura da competizione derivata dalla versione stradale della MC12. Il lavoro è iniziato con la realizzazione di un modello cad parametrico, in ambiente
Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 (Parametric Tecnology Corporation ®), delle sospensioni
anteriori e posteriori della MC12. Il lavoro doveva rispondere all’esigenza dei tecnici MASERATI, di avere un modello semplificato delle sospensioni sul quale poter lavorare agevolmente, e che potesse essere la base per una rapida analisi e comprensione delle curve caratteristiche delle sospensioni, al fine di definire rapidamente l’influenza dei vari parametri caratteristici sull’assetto della vettura, e agevolare il compito dei progettisti e dei tecnici nella definizione delle varie configurazioni in relazione ai vari tipi di circuiti. Il lavoro può essere così suddiviso:
• Identificare i parametri di progetto di maggiore rilevanza
• Analizzare l’influenza di tali parametri sulla vettura e l’interazione fra di loro
• Inserimento punti caratteristici delle sospensioni
• Realizzazione del modello parametrico cad (assemblaggio delle parti)
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• Simulazioni statiche e cinematiche in differenti condizioni di assetto
• Analisi delle curve caratteristiche
• Analizzare i livelli di aggiustamento necessari e ottimizzare la
configurazione di partenza
• Proporre sviluppi futuri
Il lavoro conclusivo, sarà usato dai tecnici che parteciperanno al MONDIALE FIA GT nella stagione 2004/2005 e future, e si spera che sia di particolare interesse per le analisi successive e per lo sviluppo della vettura nei prossimi anni.
1.3 Metodo di lavoro scelto Per sviluppare il sistema delle sospensioni una vettura da competizione, è necessario analizzare gli angoli caratteristici, studiarne le curve caratteristiche del moto, in funzione dei parametri che verranno presi in oggetto e valutare poi le scelte.
1.3.1 Identificazione dei moti principali delle sospensioni e determinazione dei parametri principali per la loro progettazione Il calcolo rigoroso di tutto il gruppo sospensivo è molto complesso ed esula dalle finalità di questo lavoro di tesi; ciò che si ritiene invece di dover sottolineare è che l’interazione fra i vari gruppi sospensivi, generalmente quattro per le vetture a due assi, genera una serie di moti della scocca rispetto alle ruote che sono di particolare interesse per la definizione del comportamento della vettura in movimento. Essi sono, vedi Fig.1.
Figura 1. Sistema degli assi principali di riferimento e moti relativi della scocca ( Maserati MC12) schema ROLL-PITCH ( RP) Introduzione
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• Rollio (Rolling) ; rotazione attorno all’asse longitudinale della vettura
• Beccheggio (Pitching); rotazione attorno all’asse trasversale della
vettura
• Pompaggio (Scuotimento); oscillazione secondo l’asse verticale della
vettura, mantenendo il telaio parallelo al suolo
Di questi movimenti della scocca si parlerà diffusamente in seguito, prendendo in considerazione gli effetti che hanno sulla tenuta di strada,sull’handling, sul confort e quindi in definitiva sulle prestazioni della vettura.
1.4 Principali parametri per l’ Analisi Si è passati poi alla identificazione dei parametri principali per la progettazione delle sospensioni. Si è quindi costruito un modello cad semplificato del sistema di sospensioni in ambiente Mechanism
Design di ProEngineer Wildfire 2.0 ®, parametrizzandone la geometria per punti.
Con questo è stato possibile studiare la variazione di alcuni parametri di specifica al variare della geometria del sistema. Una volta ottimizzata la geometria, questa si è utilizzata come base per costruire un modello cad dettagliato della vettura per eseguire le analisi cinematiche. Lavorando in parallelo su questi due modelli è stato possibile adeguare il sistema di sospensioni a tutte le specifiche richieste. Costruendo il modello cad semplificato del sistema, è stato possibile verificare se questa soluzione fosse compatibile con il layout del sistema e quindi se fossero presenti interferenze con gli altri sottosistemi presenti sulla vettura in condizioni stazionarie.
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