Riassunto analitico
All’interno del settore Testing dell’azienda CNH – Industrial, si sviluppa una prova accelerata di durata per i trattori cingolati della gamma TK4000, al fine di effettuare l’analisi di resistenza alle sollecitazioni dinamiche di un componente delle sospensioni anteriori della cabina, ossia il braccio di appoggio della cabina sugli elementi smorzanti della sospensione.
La prova, denominata Maypole Test, viene replicata varie volte utilizzando la stessa trattrice, ma montando differenti tipi di cabina poiché si richiede di scegliere tra due diverse soluzioni progettuali del componente in esame: i bracci di appoggio concepiti differiscono per geometria e materiale, oltre che per tempi e costi di produzione, e si ha bisogno di verificare la loro resistenza a fatica; essi vengono validati solo se, al termine della prova e dopo un’accurata ispezione d’integrità, non presentano alcuna cricca o rottura.
Si tratta di un test accelerato effettuato su un proving ground specifico, che il cingolato percorre senza conducente alla massima velocità per un totale di 100 ore; si riproduce così in poco tempo il danneggiamento a fatica a cui l’elemento della sospensione sarebbe soggetto nell’arco di vita del veicolo.
L’assenza di personale a bordo del mezzo è necessaria poiché l’abitacolo è sottoposto a vibrazioni elevatissime per un lungo periodo; di conseguenza, si procede all’allestimento della pista e del trattore, focalizzando l’attenzione sull’ esigenza di:
- avviare e arrestare il veicolo a distanza;
- adottare speciali misure di sicurezza, in particolare deve essere garantita l’interruzione immediata della marcia del veicolo in caso di guasti o anomalie varie;
- acquisire i dati da una postazione di controllo esterna.
Si redige poi una procedura di prova standard che fornisca le informazioni necessarie per effettuare il Maypole Test rispettando gli standard normativi e i requisiti di sicurezza aziendali.
Inoltre, durante lo svolgimento delle prove, si effettua un sistematico monitoraggio delle sollecitazioni ricevute dal trattore e dal componente grazie all’installazione di quattro accelerometri, connessi all’acquisitore dati eDAQlite e posizionati sull’assale anteriore, su quelli posteriori e sul braccio di appoggio della cabina, a monte dell’elemento smorzante.
Dai dati misurati nei primi tre punti di controllo si riesce ad estrapolare uno standard di vibrazione caratteristico del test, da mantenere costante in ogni prova in modo che il cingolato sia sottoposto sempre alla medesima sollecitazione; invece, il quarto punto di controllo fornisce una stima dell’apporto energetico ricevuto dal componente, che permette di confrontare il comportamento delle due versioni dell’elemento in esame.
Attraverso il software nCode Gliphworks si effettua l’analisi vibrazionale di entrambe le prove svolte, passando dal dominio temporale a quello delle frequenze: a partire dalle Time Histories, ottenute dalle misurazioni nei quattro punti di controllo, si ricavano i grafici PSD (Power Spectral Density), sia lineari che con media Peak Hold, e i relativi valori RMS (Root Mean Square).
Infine, si illustrano quali possono essere le applicazioni dei profili PSD trovati e quali modifiche si possono attuare per migliorare lo svolgimento della prova.
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