Riassunto analitico
L'attività riguarda l'analisi dinamica e a fatica di un motore a combustione interna in configurazione banco prova. Lo studio è richiesto dall'azienda Kohler Engines di Reggio Emilia, produttrice di motori Diesel per applicazioni industriali, a seguito del riscontro sperimentale di criticità strutturali sia nell'albero a gomiti che nel giunto elastico di collegamento tra motore e banco prova.
Per analizzare il comportamento del motore, è stato impiegato il software AVL Excite Powerunit, in cui è stato implementato un modello multi-body del manovellismo e del banco prova. Poiché il software richiede modelli discretizzati e condensati dei componenti dell'assieme, la discretizzazione e la condensazione dei modelli CAD sono state effettuate rispettivamente tramite Altair Hypermesh e Altair OptiStruct.
Per il calcolo delle frequenze proprie e dei modi di vibrare, è stato sviluppato un modello a parametri concentrati semplificato dell'assieme su AVL Excite Designer. Questo software è stato utilizzato solo nelle prime fasi del lavoro, in quanto consente analisi esclusivamente a livello torsionale. I risultati ottenuti sono stati successivamente confrontati con un modello sviluppato su un foglio di calcolo Excel.
I riscontri di Excite Powerunit hanno evidenziato criticità flessionali nel primo perno di banco dell'albero a gomiti. La causa, come previsto, è legata all'elevata inerzia e massa del volano aggiuntivo installato a valle del volano motore. Questa massa, posta a sbalzo, genera vibrazioni flessionali che, durante i test a banco prova, portano al cedimento per fatica del primo perno di banco.
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