Analisi di sistemi sospensivi innovativi per veicoli cingolati leggeri mediante l'uso del toolkit ATV

L’analisi dinamica di un veicolo cingolato unmanned, che attraversa un terreno irregolare e deformabile presenta numerose sfide che grazie all’uso del toolkit Adams Tracked Vehicles (ATV) sono state affrontate e risolte con successo, consentendo una prototipazione virtuale realistica e completa e un risparmio di tempo e denaro.

Horizontal spacer

Il software ha permesso di ottimizzare il sistema sospensivo articolato di un veicolo cingolato leggero (circa 50 kg di peso). Diverse soluzioni sono state modellate e confrontate con una soluzione base avente "road wheels" ad asse fisso e denominato MAXX 0 avente le seguenti caratteristiche:

  • lunghezza del cingolo 500mm
  • larghezza del singolo track 114mm
  • peso di 66 kg
  • 3 road wheels
  • 1 sprocket
  • 1 idler tensioner

I veicoli realizzati presentano stessa lunghezza e larghezza del cingolo, stesso peso e stesso centro di massa. Le prestazioni dei veicoli e delle relative sospensioni sono state valutate considerando la risposta del veicolo su terreni aventi diversi profili di irregolarità e deformabilità in termini di:

  • accelerazioni verticali
  • coppia motrice
  • angolo di beccheggio della cassa

L'attività di prototipazione virtuale dei vari veicoli cingolati è stata svolta in modalità template builder dove sono state create le varie road wheel e i relativi sistemi sospensivi, lo chassis, il istema tendi cingolo, la ruota motrice e il cingolo. Determinate le varie componenti sono stati definiti i veicoli nella modalità standard interface (Figura 1):

Successivamente, stati creati i suoli di prova che sono stati suddivisi in due categorie, hard soil e soft soil. Nei primi sono stati testati i suoli: flat, bump, ditch e sinusoidal profile. Nei secondi su profilo con rampa avente pendenza del 10% sono stati testati i suoli: dry loose sand e soft snow.

 Ai veicoli muniti di sospensioni sono state adottate differenti proprietà elastiche corrispondenti a varie molle. In totale i test eseguiti sono stati 32. Alcuni dei test sono riportati nel video: https://www.youtube.com/watch?v=JoJ-8MdYjyc

Considerando come veicolo di riferimento il MAXX 0, si sono ottenuti, in alcuni test, grazie all'adozione di sospensioni articolate, riduzioni ben oltre al 90 % delle accelerazioni verticali sullo chassis del veicolo; riduzioni superiori al 70% della coppia motrice e riduzione di circa il 20% dell’angolo di beccheggio della cassa

L’ausilio di MSC Adams toolkit ATV ha permesso, inoltre, di apportare miglioramenti alla struttura del veicolo, permettendo di ottimizzare la geometria, la disposizione delle road wheel, evitando collisioni e gestendo al meglio l’uso del tendi cingolo.

Studente: Giuseppe Palmisano
Supervisore: Prof. Giulio Reina