Modelli per la dinamica nonlineare di sistemi di scarico automobilistico = Models for the nonlinear dynamics of automotive exhaust systems

Il presente studio si occupa della dinamica non lineare che si genera nei collegamenti imbullonati dei sistemi di scarico automobilistico, come conseguenza degli spostamenti del motore al quale il sistema è fissato. In particolare, è dedicato all'effetto che l'attrito secco Coulombiano ha in condizioni di funzionamento operativo sull'entità di vibrazioni del sistema, e la variazione delle loro frequenze e ampiezze. Senza tenere conto di questo fenomeno, si rischia di avere una sotto stima delle sollecitazioni alle quale è soggetto il sistema con il conseguente errore nella stima del danno e quindi della vita del prodotto. Il lavoro consiste nello sviluppo e la messa a punto di una metodologia completa per la modellazione, elaborazione, esecuzione del codice, e analisi dei risultati, per poter trarre delle conclusioni sulle caratteristiche del prodotto in modo da migliorare il suo percorso di progettazione e sviluppo. La procedura che si cerca di creare dev’essere comoda e veloce al livello aziendale - industriale, in modo da poterla integrare nella metodologia già presente di un ufficio calcoli del settore automotive. Per lo sviluppo del codice, si considerano per primo due modelli semplici di prova e si controllano i risultati ottenuti sotto diverse condizioni di input per verificare la corretta esecuzione del codice e della procedura intera: questa analisi di sensibilità ha dimostrato la validità della metodologia. Successivamente, si passa ad un modello simile a quello di un prodotto industriale moderno (anche se non di uno specifico in produzione) ipotizzando dimensioni, materiali e pesi simili a quelli reali. Come dati di input motore, si costruiscono dei grafici ad-hoc che rappresentano l'entità generale degli spostamenti di un propulsore automobilistico. Lo studio ha evidenziato che l’attrito generato nel collegamento imbullonato può variare le frequenze e le ampiezze di oscillazione del sistema (rispetto al caso lineare di un collegamento rigido) di una quantità piccola ma non trascurabile, Di specifico, si è vista una variazione che va fino a 5%, tenendo conto delle incertezze che riguardano valori come il momento di chiusura delle viti, il coefficiente di attrito etc. Essendo la metodologia limitata al calcolo virtuale è necessario confrontare questi risultati con dati sperimentali per convalidare queste conclusioni. Dopo un tale controllo finale, si potrà conferma la metodologia come operativa per progetti in corso.