Riassunto analitico
In questo lavoro di tesi, svolto internamente a Maserati, è stata sviluppata una metodologia di calcolo per l'analisi a fatica dell'albero motore, comprensiva di condensazione statica dei componenti, analisi dinamica mediante codice multibody, stress recovery e analisi a fatica finale.
L'obiettivo principale è stato quello di sviluppare un procedimento che fosse sufficientemente attendibile ma, allo stesso tempo, veloce e flessibile, in modo da poter essere utilizzato dall’azienda in fase iniziale del progetto dell’albero a gomiti.
Per poter soddisfare tali richieste, è stato utilizzato un codice multibody non commerciale, posseduto da Maserati, il quale è stato adattato e migliorato in modo da riuscire a simulare adeguatamente la flessione, il momento giroscopico dell’albero e poter quindi essere inserito in questa metodologia.
I risultati ottenuti sono stati confrontati con risultati provenienti da prove sperimentali e da analisi precedentemente svolte utilizzando un altro procedimento, il quale invece prevede l’utilizzo di un codice multibody commerciale più dettagliato ma dai tempi di impostazione e calcolo più lunghi.
Quello che si è ottenuto è un’ottima correlazione con i risultati sperimentali per quanto riguarda le vibrazioni torsionali, la possibilità di simulare il comportamento a flessione dell’albero (valutata mediante le forze trasmesse ai supporti di banco), un buon riscontro in termini di coefficienti di sicurezza ma una certa discordanza tra le due metodologie per quanto riguarda i regimi critici.
Si ritiene che il procedimento di calcolo sviluppato, pur potendo essere ancora migliorato, sia già utilizzabile in fase di impostazione per confrontare ed analizzare le criticità di diverse soluzioni costruttive, in quanto esso consente di visualizzare il movimento dell’albero a gomiti, individuare i punti più critici del componente e stabilire se esso può incorrere o meno a rottura per fatica.
|
Abstract
In this thesis work, done internally in Maserati, a calculation method for fatigue analysis of the crankshaft has been developed, including static condensation of the components, dynamic analysis using a multibody code, stress recovery and a final fatigue analysis.
The main objective was to develop a process which could be sufficiently reliable, but at the same time, fast and flexible, so that it could be used by the company in the initial phase of the crankshaft project.
In order to meet these demands, a non-commercial multibody code, owned by Maserati, has been used, which has been adapted and enhanced to be able to adequately simulate the bending and the gyroscopic moment of the crankshaft.
The results obtained has been compared with results from experimental tests and analysis previously carried out using another procedure, which instead requires the use of a more detailed commercial multibody code but with longer setting and calculation times.
What has been obtained is a very good correlation with experimental data as regards the torsional vibration, the capability to simulate the bending behaviour of the shaft (assessed by the forces transmitted to the supports), a good response in terms of safety factors but a certain discrepancy between the two methods with regard to the critical angular velocities.
It is believed that the developed calculation procedure, although it could still be improved, can be already used in the early stage of the design to compare and analyse the criticality of different constructive solutions, since it allows to visualize the movement of the crankshaft, to identify the most critical points of the component and determine whether it could achieve or not the fatigue failure.
|
