Riassunto analitico
Durante l’attività di tirocinio è stata sviluppata una metodologia utile alla verifica di strutture di una monoposto di formula1 tramite analisi transitorie che utilizzassero dati provenienti dalla telemetria. Lo scopo era di valutare lo stato tensionale dei componenti vettura durante situazioni di utilizzo come per esempio passaggi su cordoli o su sconnessioni dell’asfalto. I dati di telemetria sono stati acquisiti in occasione di diverse sessioni di prove libere della stagione 2016, tramite accelerometri triassiali in aree notevoli della vettura come l’ala anteriore o quella posteriore. Il post-processing di tali dati è stato fatto sviluppando un codice MATLAB che permettesse di trattare i segnali di accelerazione filtrandoli, depurandoli di valori anomali e infine integrandoli per ottenere segnali di spostamento. Per utilizzare i dati acquisiti in modo predittivo, è stata sviluppata una seconda metodologia che permetta di applicare il campo degli spostamenti ad un modello FEM. Il primo passo consiste nel creare una versione “ridotta” del modello FEM originale per poter applicare al componente di studio tutta la telemetria acquisita. Data la grande mole di dati e il grande costo computazionale delle analisi transitorie, infatti, non è possibile utilizzare direttamente il modello FEM di partenza. Tramite il modello ridotto è stata visualizzata la risposta dinamica del componente ed è stato possibile individuare i tratti di telemetria considerati critici. Tali frazioni temporali sono state isolate per creare brevi casi di carico computazionalmente sostenibili anche con il modello completo. Questi casi hanno permesso di valutare lo stato tensionale del modello in analisi e verificare l’integrità della struttura. Gli stessi casi possono inoltre essere applicati su nuovi componenti per valutare l’impatto della vibrazioni sulla struttura in esame prima dell’utilizzo in pista.
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Abstract
During the internship it has been developed a methodology with the purpose to verify the structures of a formula1 car with transient analysis using telemetry data. The aim was to investigate the stress on racecar components during racing situations such as curb crossing or bumps. The telemetry data were recorded during several free practice sessions of the 2016 season with tri axial accelerometers placed in considerable areas of the car such as the front wing and the rear wing. The post processing of these data was carried on by developing a MATLAB script which can handle acceleration signals filtering them, purifying them from anomalous values and finally integrating them to obtain displacement signals. To use these data it was developed a second methodology with the objective to apply, at the original FEM model to be analyzed, the displacement fields just obtained. The first step was to create a “reduced” version of the original FEM model to apply at the component of interest the whole telemetry. In fact, because of the high computational cost of these transient analysis, it isn’t possible to utilize the original FEM model. With the reduced model it was then studied the dynamic of the component and it was possible to spot the most critical parts of the telemetry. These temporal windows were then isolated to create short load cases which could be used also with the original FEM model. These load cases helped to evaluate the stress on the model of interest and to verify the integrity of the structure. The same load cases can eventually be used to verify how vibrations affect the integrity of new components before their track use.
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