Impostazione preliminare di una supercar elettrica e analisi agli elementi finiti del telaio. = Preliminary setup of an electric supercar and finite element analysis of the chassis.

Il presente lavoro è stato svolto presso la sede di Rivoli della “Micla Engineering & Design”, azienda di consulenza che opera nei settori automotive, aerospaziale, ferroviario e nautico. Obiettivo principale della tesi è la progettazione di una supercar elettrica per gare in salita, utilizzando il telaio tubolare della Osella PA 2000, auto da corsa monoposto. Inizialmente, è stato svolto uno studio di macro-fattibilità del progetto, valutando i consumi della vettura su diversi tracciati in salita (Trento-Bondone, Verzegnis, Ascoli, Sarnano) sulla base dei dati sperimentali di velocità e accelerazione registrati tramite un sistema GPS. Una volta calcolate le resistenze aerodinamiche e al rotolamento, è stato possibile stimare il consumo totale di energia elettrica lungo ciascun percorso, importando i dati del GPS nel software Matlab. L’autonomia della vettura elettrica rispetta i limiti di capacità della batteria e ha consentito di sviluppare ulteriormente il progetto. Inoltre, tramite la stima dei consumi su tracciato, è stato possibile scegliere (almeno in prima approssimazione) un motore elettrico di interesse. Successivamente, si è valutata l’effettiva tenuta stradale della vettura tramite il software CarSim, importando l’ascissa curvilinea del tracciato Trento-Bondone, opportunamente elaborata tramite i dati di latitudine e longitudine del GPS. Impostando una velocità media costante, pari a 150 km/h, si osserva una tenuta stradale soddisfacente anche all’aumentare dell’aggressiveness della vettura (fino a 0.8). L’ultima parte del lavoro di tesi è incentrata sull’analisi agli elementi finiti del telaio tubolare della Osella PA 2000 al fine di stimarne le rigidezze flessionali e torsionali, così da assicurare buone prestazioni in termini di stabilità e sicurezza. In particolare, una volta realizzato il modello agli elementi finiti del telaio tubolare, se ne individuano i componenti più deboli, specie nella parte posteriore. L’analisi agli elementi finiti è stata svolta utilizzando Hypermesh come pre-processore, Optistruct come solutore e Hyperview come post-processore. Anzitutto, è stata svolta un’analisi modale con il fine principale di valutare la bontà del modello FEM e determinare la prima frequenza globale del telaio. Tramite questa prima analisi, sono stati evidenziati gli elementi più critici in termini di stabilità strutturale e rigidezza. Successivamente, è stato simulato il cinematismo delle sospensioni tramite opportuni elementi di tipo beam e sono stati applicati carichi esplorativi e vincoli secondo le prescrizioni della normativa aziendale di riferimento. Pertanto, sulla base degli spostamenti misurati ai nodi di applicazione delle forze, sono state calcolate le rigidezze: il modello è caratterizzato da una rigidezza piuttosto soddisfacente, che necessita di ottimizzazione nella parte più critica, rappresentata dal telaietto posteriore. Infine, per incrementare la rigidezza torsionale del modello, sono stati aggiunti due componenti tubolari di supporto e un ulteriore pannello in alluminio. In seguito a tali modifiche, la rigidezza torsionale mostra un lieve incremento, in linea con le caratteristiche di questa tipologia di vetture.