GdL Struttura

Presentazione

Il lavoro del GdL struttura all’interno del team Stretto in Carena è quello di progettare, ottimizzare, disegnare e realizzare i componenti strutturali del prototipo da corsa. Con “componenti strutturali” si intendono principalmente telaio e forcellone.

• Il telaio rappresenta lo scheletro della moto, ha il compito di tenere saldamente insieme tutte le parti che la costituiscono. Non è un elemento rigido, al contrario ha la caratteristica di essere flessibile e al contempo resistente per assecondare le richieste del pilota durante le diverse fasi di guida.
• Il forcellone consente di connettere la ruota motrice, ovvero la posteriore, alla struttura principale. Inoltre, tramite l’utilizzo di una o più sospensioni, permette di controllare il movimento del telaio rispetto allo pneumatico e, tramite un ammortizzatore, smorza e rallenta l’oscillazione.

Come abbiamo sviluppato il nostro telaio inizialmente

Il primissimo CAD del telaio è stato realizzato tenendo fede ai modelli da competizione già esistenti sul mercato.
Ci siamo prefissati come obiettivo quello di creare una geometria che rispettasse le rigidezze flessionali, torsionali e laterali ritrovate in letteratura e che al contempo fosse funzionale allo scopo prestabilito, ottenendo le caratteristiche di leggerezza e prestazioni ottimali.

Software utilizzati

Il CAD è stato realizzato utilizzando i software di Siemens con particolare attenzione verso la suite NX. Supportando ogni singolo aspetto dello sviluppo dei prodotti, dal design del concetto alla progettazione e alla fabbricazione, NX offre un set di strumenti integrato che coordina le discipline, preserva l’integrità dei dati e la finalità di progettazione e semplifica l’intero processo. L’analisi FEM è stata svolta utilizzando come software ANSYS .
La suite di programmi ANSYS Mechanical offre la possibilità di simulare una vasta gamma di scenari fisici relativi al comportamento termico e strutturale di un prodotto:

• L’analisi termica stazionaria e transitoria (conduzione, convezione e irraggiamento); l’analisi strutturale statica, lineare e non, per determinare il campo di tensioni e deformazioni qualora eventuali effetti dinamici siano trascurabili.
• L’analisi modale, per calcolare le frequenze proprie e i modi di vibrare di una struttura; l’analisi transitoria che consente di valutare effetti dinamici legati a carichi variabili nel tempo ed una vasta gamma di ulteriori analisi specifiche (PSD, Response Spectrum, Buckling, etc.)

Fornisce inoltre una vasta serie di modelli di materiale, di tipologie di contatto e possiede una fornita libreria di elementi. Lo studio delle rigidezze ci ha permesso di creare degli script adattabili ad ogni tipo di esigenza che consentono di modificare le diverse caratteristiche e peculiarità del pezzo. I progetti futuri mirano verso le operazioni di ottimizzazione topologica al fine di raggiungere il giusto compromesso tra leggerezza e funzionalità.

Scelta del materiale

Considerata la soluzione adottata, il telaio tubolare risulta essere la scelta più congeniale alle nostre esigenze. Il telaio a tubi ha la caratteristica d’essere molto flessibile e resistente, mantenendo un ingombro minore rispetto agli altri tipi di telaio, per questo è molto utilizzato su moto da fuoristrada, jeep e camion, perché richiedono telai molto resistenti alle sollecitazioni.
Il telaio a tubi è composto da pochi tubi principali: questa disposizione ne conferisce un aspetto pulito e liscio. La letteratura offre una vasta gamma di soluzioni riguardanti processi di lavorazione e materiali. La scelta del materiale è ricaduta sul 25CrMo4, acciaio con un basso contenuto di carbonio. Ha una bassa temprabilità, ma è tenace e facilmente saldabile e acquistabile sottoforma di tubi ad alta tenacità e buona resistenza.