Studio e progettazione di un braccio di sospensione per autoveicolo prodotto in leghe di alluminio colate a pressione = Study and design of an automotive suspension arm made of cast aluminium alloys

Al giorno d’oggi uno dei componenti più importanti di un autoveicolo è il sistema di sospensione. Il suo ruolo è quello di isolare il veicolo dalle vibrazioni scomode trasmesse dalla strada attraverso gli pneumatici e di trasmettervi le forze in modo che il veicolo possa essere tenuto sotto controllo. La variazione dei carichi indotti dal profilo stradale porta sul braccio di sospensione del veicolo sollecitazioni a fatica. Per questo motivo per il sistema di sospensione è molto importante la progettazione ottimale e la scelta del materiale. La crescente richiesta di produzione nell'industria automobilistica di modelli forti, affidabili e sicuri, economici e leggeri, ha influenzato la scelta dei materiali, che in questo caso di studio è ricaduta sulle leghe di alluminio di tipo Al-Si-Mg e Al-Si-Cu, caratterizzate da un elevato rapporto resistenza-massa e un’elevata resistenza alla corrosione. Il presente studio è stato condotto con lo scopo di giungere all’introduzione nel settore automobilistico della parte inferiore del braccio di sospensione prodotta in leghe di alluminio T6-6082, T6-6063 e 380 (AlSi9CuFe). Attraverso la simulazione CAE di modellazione, il programma SolidThinking Inspire 2019.3.3 ha permesso l’analisi strutturale e l’ottimizzazione topologica del braccio di sospensione tramite il metodo degli Elementi Finiti (FEM). Il software è stato utilizzato per rilevare le aree di sollecitazione critiche in grado di innescare cricche durante i cicli a fatica. Dopo un primo lavoro di progettazione si è giunti alla creazione di configurazioni di braccio di sospensione differenti per ciascuna lega analizzata. Ogni configurazione è in grado di resistere alle sollecitazioni a fatica derivanti dalle condizioni di carico presenti durante l’utilizzo finale del componente. Arrivati a questo punto sono stati inseriti possibili difetti derivanti dalla colata a pressione del braccio di sospensione, i quali gravano sulla resistenza del materiale. È stata così ottenuta una metodologia per selezionare i pezzi di scarto e quelli interessati all’uso finale sull’autoveicolo.