Dinamica e Meccanica del Pneumatico Parte I Sollecitazioni e forze agenti su ogni componente del pneumatico Comportamento in Deriva (handling) Comportamento in Frenata e Trazione Vibrazioni e modi propri (comfort e rumore) Acquaplano Modelli FEA, Multibody ed Empirici
Pneumatico Struttura Piano meridiano
Pneumatico Effetto pneumatico Contenimento di aria in pressione con capacità di supportare i carichi di esercizio di un veicolo
Pneumatico Capacità di carico di un pneumatico Load Capacity (%) / Pressure (bar) for speed symbol V Capacità di carico (%) / Pressione (bar) codice di velocità V Load Capacity / Capacità di carico Pressure / Pressione STD EL 100 100 3.1 3.5 97 3 3.4 % Load Capacity % Capacità di carico 95 90 85 2.5 2.56 2.62 2.68 2.74 94 91 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 3.3 3.2 3.1 3 2.9 Pressure (bar) Pressione (bar) 2.4 2.8 80 160 170 180 190 200 Speed km/h 210 220 230 240 Velocità km/h 2.3 2.7 STD = Standard EL = Extra Load
Pneumatico Capacità di carico di un pneumatico 100 Load Capacity (%) / Pressure (bar) for speed symbol W Capacità di carico (%) / Pressione (bar) codice di velocità W Load Capacity / Capacità di carico Pressure / Pressione STD EL 3.1 3.5 3 3.4 % Load Capacity % Capacità di carico 95 90 85 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 95 90 85 2.9 2.8 2.7 2.6 2.5 3.3 3.2 3.1 3 2.9 Pressure (bar) Pressione (bar) 2.4 2.8 80 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 Speed km/h Velocità km/h 2.3 2.7 STD = Standard EL = Extra Load
Pneumatico Capacità di carico di un pneumatico 100 Load Capacity (%) / Pressure (bar) for speed symbol Y Capacità di carico (%) / Pressione (bar) codice di velocità Y 100 Load Capacity / Capacità di carico Pressure / Pressione STD EL 3.1 3.5 3 3 3.4 % Load Capacity % Capacità di carico 95 90 2.6 2.7 2.8 2.9 95 90 2.9 2.8 2.7 2.6 3.3 3.2 3.1 3 Pressure (bar) Pressione (bar) 85 2.5 85 2.5 2.9 2.4 2.8 80 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 Speed km/h Velocità km/h 2.3 2.7 STD = Standard EL = Extra Load
Pneumatico Talloni Funzione: permettono il calettamento sui cerchi garantiscono la tenuta come o ring Componenti: Cerchietti Riempimento tallone modulo E= 120 MPa Risvolto
Pneumatico Carcassa Funzione: tessuto gommato che lavora come un tubo in pressione Componenti: Fili in Rayon modulo: 2000-2500 N/ε fittezza: 80 fili /100 mm Mescola di gommatura Convenzionale Radiale
Pneumatico Fianchi Funzione: protezione della carcassa con buona resistenza a fatica Componenti: Mescola in gomma modulo E: 5 MPa
Pneumatico Fianchi Progettazione: vale la regola del tubo in pressione ρ y = cost. dove ρ : curvatura y : coordinata (altezza)
Pneumatico Cinture metalliche Funzione: Rendere stabile la carcassa radiale (effetto tiranti) supportando i carichi di esercizio del veicolo Componenti: Cordicelle di acciaio modulo: 30000 N/ε fittezza: 80 fili /100 mm Mescola di gommatura
Pneumatico Cinture metalliche: tiro nei fili
Pneumatico Sollecitazioni nella struttura
Pneumatico Battistrada Funzione: parte a contatto con la strada che deve garantire determinate prestazioni Componenti: Mescola in gomma modulo: 10 MPa
Dinamica del Pneumatico Comportamento in Deriva
Dinamica del Pneumatico Comportamento in Deriva
Dinamica del Pneumatico Comportamento in Deriva
Dinamica del Pneumatico Transitorio di Deriva
Dinamica del Pneumatico Transitorio di Deriva
1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0 10 20 30 40 50 60 Scorrimento [%] Dinamica del Pneumatico Frenata e Trazione Coefficiente Attrito [u] µ peak C kx
Dinamica del Pneumatico Regime Combinato : Deriva + Frenata/Trazione Forza trasversale [N] Forza longitudinale [N]
Dinamica del Pneumatico Vibrazioni e Modi di vibrare Piano della Ruota 30 0 Force [N] 300 275 250 225 200 175 150 125 100 75 Longitudinal Force at the hub Tyre A Tyre B 50 25 0 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 60 Frequency [Hz]
Dinamica del Pneumatico Vibrazioni e Modi di vibrare Piano della Ruota 700 700 650 600 550 500 450 400 Vertical Force at the hub Tyre A Tyre B 350 300 250 200 150 100 50 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 100 Frequency [Hz]
Dinamica del Pneumatico Vibrazioni e Modi di vibrare Fuori piano Ruota
Dinamica del Pneumatico Vibrazioni e Modi di vibrare Fuori piano Ruota
Dinamica del Pneumatico Vibrazioni e Modi di vibrare Fuori piano Ruota
Dinamica del Pneumatico Acquaplano
I modelli dei pneumatici! User friendly! Dedicati! Integrati nel flusso progettuale del pneumatico! Adottati dalle Case Automobilistiche Nell ottica del co-design con le Case Auto
Logica modelli Pneumatico - Veicolo Calcolo F.E.A. grandezze significative Equivalenza Modelli Matematici (es. M.F.) e/o Modelli fisici Modelli veicolo - pneumatico Misura grandezze significative Simulazioni handling comfort
Modelli F.E.A. del Pneumatico! Analisi strutturale! Calcolo rigidezze statiche! Calcolo area d impronta e distribuzione di pressioni, statica e dinamica! Frequenze proprie e smorzamenti strutturali
Modelli F.E.A. del Pneumatico Analisi strutturale Struttura Profilo Pressione
Modelli F.E.A. del Pneumatico Rigidezza Verticale [Kg/mm] Calcolo rigidezze statiche Rigidezza Laterale [Kg/mm] Sperimentale 39.5 Kg/mm Calcolato 38.9 Kg/mm -1.5 % Sperimentale 28.8 Kg/mm Calcolato 29.2 Kg/mm +1 %
Modelli F.E.A. del Pneumatico Calcolo area d impronta d e distribuzione di pressioni PRESSIONE 2.6 bar STRUTTURA Angolo di cintura 35
2200 Risonanze verticali 225/50 R16 7J Modelli F.E.A. del Pneumatico RF1 Hub [N] Profile 1 2000 RF1 Hub [N] Tread compoung change 1800 RF1 Hub [N] Profile 1 Belt angles variation 1600 RF1 Hub [N] New profile 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 4 12 20 28 36 44 52 60 68 76 84 92 100 108 116 124 132 140 Frequency [Hz] Frequenze proprie prie e smorzamenti strutturali 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 Risonanze laterali Risonanze Longitudinali 225/50 R16 7J 225/50 R16 7J 400 RF2 Hub [N] Profile 1 RF3 Hub [N] Profile 1 RF2 Hub [N] Tread compoung change 350 RF3 Hub [N] Tread compoung change RF2 Hub [N] Profile 1 Belt angles variation RF3 Hub [N] Profile 1 Belt angles variation RF2 Hub [N] New profile 300 RF3 Hub [N] New profile 250 200 150 100 200 100 50 0 4 12 20 28 36 44 52 60 68 76 84 92 100 108 116 124 132 140 Frequency [Hz] 0 4 12 20 28 36 44 52 60 68 76 84 92 100 108 116 124 132 140 Frequency [Hz]
Modelli dedicati al Comfort Plastico Confronto dati F.E.A. versus Sperimentali 3000 2500 2000 1000 Longitudinal force [N] 2000 1500 1000 calculated experimental 0 500 0-1000 -2000-3000 experimental calculated -500-1000 -1500 Vertical force [N] -2000-4000 0 0.025 0.05 0.075 0.1 0.125 0.15 0.175 0.2 0.225 0.25 Time [s] -2500 0 0.025 0.05 0.075 0.1 0.125 0.15 0.175 0.2 0.225 0.25 Time [s]
Modelli dedicati al Comfort Plastico Simulazioni di passaggio ostacolo col modello di veicolo - pneumatico Tre Ostacoli 1x 1/2 pollice Distanza tra due Ostacoli: 6 metri
Modelli Multibody di Pneumatico Modello Comfort Principali caratteristiche : campo frequenza : 0-100 Hz campo velocità : 0-100 km/h valido per i fenomeni di scorrimento sotto impronta
Sezione piano ruota Modelli Multibody di Pneumatico Modello Comfort
Fuori piano ruota Modelli Multibody di Pneumatico Modello Comfort
Magic Formula by Pacejka Modelli Empirici di Pneumatico Modello per Handling Y(α) =D sin [C arctan B α -E (B α - arctan(b α)) ] + S Y K d = BCD
Modelli Empirici di Pneumatico Modello per Handling Magic Formula by Pacejka Validazione del modello "Static Lateral force and Self aligning moment are computed "Transitory is still performed
Modelli dedicati di Handling Casa Auto Prove di Deriva Database (MF 96) Modello Veicolo Definizione Manovre File Proprietà del pneumatico Codice di Calcolo Simulazioni Valutazione dei Risultati