Informazioni generali
- Anno di corso: 2°
- Semestre: 1°
- CFU: 6
Docente responsabile
Prof. Luciano Cantone
Prof. Francesco Vivio
Prerequisiti
Non sono previste propedeuticità esplicite, ma per seguire il modulo con profitto, l’allievo deve aver appreso ed assimilato i concetti di base della Meccanica Applicata alle Macchine, dei Fondamenti di Progettazione Strutturale Meccanica e gli Elementi Costruttivi delle Macchine.
Obiettivo
Scopo dell’insegnamento è fornire le basi progettuali dei veicoli terrestri, principalmente stradali ma anche ferroviari, mettendo in luce gli aspetti salienti della dinamica di marcia, dello scambio di forze (con strada o rotaie) e delle principali soluzioni costruttive, in modo da poter affrontare criticamente le principali sfide progettuali del settore.
Programma del corso
Costruzione e designazione dello pneumatico. La resistenza al rotolamento ed il concetto di aderenza. Distribuzione di tensione all’interfaccia pneumatico/strada in caso statico e dinamico. Il “modello a spazzola” per il calcolo delle forze di guida. Il problema della stabilità del veicolo (stradale e ferroviario). Il comportamento dell’autoveicolo in frenatura: ripartizione ottimale della frenatura. Costruzione del freno autoveicolistico e sistemi di controllo della frenatura (ABS). La frenatura dei veicoli ferroviari passeggeri e merci e le problematiche connesse ai treni merci lunghi. Il comportamento direzionale dell’autoveicolo in curva. Equazioni di equilibrio per il modello dinamico monotraccia. Stabilità di marcia in curva. Effetto delle sospensioni sull’equilibrio in curva. Tipologie costruttive di sospensioni. Il problema del calcolo delle forze ruota rotaia in curva. Il comfort e la tenuta di strada di un autoveicolo. Il quarter car model e le condizioni ottimali di smorzamento. La dinamica verticale di un veicolo ferroviario e l’interazione con il tracciato. La trasmissione meccanica dell’autoveicolo: principali tipologie di cambi autoveicolistici e soluzioni di trasmissione del moto alle ruote. Caratteristiche costruttive dei principali elementi costituenti le trasmissioni: sincronizzatori, frizioni, alberi di trasmissione, giunti, differenziali.
Testi di riferimento
- Guiggiani, The Science of Vehicle Dynamics, Springer, ISBN 978-94-017-8532-7
- Guiggiani, Dinamica del veicolo, Città Studi Edizioni, ISBN 978-88-251-7300-0
- Genta, The Automotive Chassis, Voll. 1 & 2, Springer
- Genta, L’autotelaio, Voll. 1 & 2, ATA
- H.B. Pacejka (2002) Tyre and vehicle dynamics. Butterworth–Heinemann, Oxford
- Lechner · H. Naunheimer, Automotive Transmissions, Springer, ISBN 3-540-65903-X
- K. Garg, R. V. Dukkipati, DYNAMICS OF RAILWAY VEHICLE SYSTEMS, ACADEMIC PRESS, 1984
- PANAGIN – “Costruzione del veicolo ferroviario“, CIFI, 2006
- J.J. KALKER, Three-Dimensional Elastic Bodies in Rolling Contact, Springer, 1990.
- Dispense distribuite dai docenti
Modalità d’esame
L’esame richiede la realizzazione di un progetto di gruppo e di una relazione tecnica di approfondimento personale su un argomento a scelta del Corso. L’esame orale prevede la discussione del progetto e della relazione tecnica ed un colloquio sulle tematiche trattate a lezione.
Design of Terrestrial Vehicles
- Anno di corso: 2°
- Semestre: 1°
- CFU: 6
Instructors
Prof. Luciano Cantone
Prof. Francesco Vivio
Prerequisites
There are no explicit prerequisites, but to follow the Course with profit, the student must have learned and assimilated the basic concepts of Applied Mechanics, Basics of Structural Design Mechanics and Constructive Elements of Machines.
Aim
Main aim of the Course is to providing the design basics of terrestrial vehicles, mainly road vehicles but also railway vehicles. It emphasizes the main topics of handling dynamics, of forces at road/tyre interface or wheel/rail interface and of main design solutions, in order to critically addressing the most important design challenges.
Contents
Manufacture and identification of tyre. Running resistance and the concept of adherence. Static and dynamic tension distribution at road/tyre interface. The “brush model” to compute the guiding forces. The topic of vehicle stability. Vehicle behaviour during a braking: optimal repartition of braking forces. Main solutions for road vehicle brake: control systems (ABS). Braking of railway vehicles (both passenger and freight): the problem of safely braking long freight trains. The road vehicle handling in a curve. Equilibrium equations for the dynamic single-track model. Curving stability. Effect of suspensions on the curving stability of a vehicle. Main technical solutions for road vehicle suspensions. The methods for the calculation of wheel/rail forces in a curve. The comfort and road grip for a road vehicle. The quarter car model and optimal damping conditions. Vertical dynamics of a railway vehicle: vehicle/track interaction. The mechanical transmission of a road vehicle: main types of gear trains and main solutions for wheels motion transmission. Technical solutions of the main devices of a mechanical transmission: differenziali.
Textbooks
- Guiggiani, The Science of Vehicle Dynamics, Springer, ISBN 978-94-017-8532-7
- Guiggiani, Dinamica del veicolo, Città Studi Edizioni, ISBN 978-88-251-7300-0
- Genta, The Automotive Chassis, Voll. 1 & 2, Springer
- Genta, L’autotelaio, Voll. 1 & 2, ATA
- H.B. Pacejka (2002) Tyre and vehicle dynamics. Butterworth–Heinemann, Oxford
- Lechner · H. Naunheimer, Automotive Transmissions, Springer, ISBN 3-540-65903-X
- K. Garg, R. V. Dukkipati, DYNAMICS OF RAILWAY VEHICLE SYSTEMS, ACADEMIC PRESS, 1984
- PANAGIN – “Costruzione del veicolo ferroviario“, CIFI, 2006
- J.J. KALKER, Three-Dimensional Elastic Bodies in Rolling Contact, Springer, 1990.
- Teachers’ lectures
Examination procedures
The Exam requires the preparation of a group project and of a personal technical report on a topic chosen by the student. The oral examination consists of a discussion of the group project and of the personal technical report, and an interview on topics covered during lessons.
