Riassunto analitico
Gli pneumatici sono componenti fondamentali che permettono il movimento del veicolo grazie alla loro interazione con il terreno. A causa delle proprietà meccaniche delle mescole di gomma, gli pneumatici possono generare forze tangenziali elevate rispetto ad altri materiali. Oggigiorno, è essenziale non solo per i produttori di pneumatici comprendere questi meccanismi, ma anche per gli ingegneri del veicolo, che ottimizzano il comportamento degli pneumatici per auto sportive o da corsa.
I software di simulazione veicoli richiedono modelli che rappresentino le prestazioni degli pneumatici. Il modello più comunemente usato è la "Magic Formula" empirica di Pacejka. Sebbene questo modello fornisca spesso risultati validi, alcune competizioni sportive a volte necessitano di un modello fisico degli pneumatici che incorpori anche le proprietà meccaniche e termiche. Pertanto, è cruciale comprendere le caratteristiche che influenzano le prestazioni, i meccanismi che generano aderenza, i flussi di calore termico e i loro effetti sul comportamento degli pneumatici.
Nelle applicazioni da corsa come la Formula 1, il comportamento termico degli pneumatici è fondamentale per l'analisi delle prestazioni, poiché la temperatura influisce significativamente sull'aderenza. Pertanto, sviluppare un modello termo-meccanico degli pneumatici in grado di simulare le variazioni di temperatura durante un giro è essenziale per rilevare un eventuale perdita di prestazioni e ottimizzare l'uso degli pneumatici.
Questa tesi descrive le proprietà meccaniche e termiche dei composti di gomma e le caratteristiche chiave degli pneumatici, con un focus particolare sugli pneumatici di Formula 1. Inoltre, riassume i contributi personali allo sviluppo e alla validazione del modello termo-meccanico per il team di Formula 1 VISA CashApp Racing Bulls.
|
Abstract
Tyres are fundamental components that enable vehicle movement through their interaction with the ground. Due to the mechanical properties of rubber compounds, tyres can generate high tangential forces compared to other materials. Nowadays, it is essential not only for tyre manufacturers to understand these mechanisms but also for performance engineers, who optimize tyre behavior for sports or racing cars.
Vehicle simulation software requires models that represent tyre performance. The most commonly used model is the empirical "Magic Formula" by Pacejka. While this model often provides valid results, high-technology competitions sometimes necessitate a physical tyre model that incorporates mechanical and thermal properties. Therefore, it is crucial to understand the features influencing performance, the mechanisms generating grip, the thermal heat flows, and their effects on tyre behavior.
In high-performance applications such as Formula 1, the thermal behavior of tyres is critical for performance analysis, as temperature significantly affects grip. Thus, developing a thermo-mechanical tyre model that can simulate temperature variations during a lap is essential for detecting performance loss and optimizing tyre usage.
This thesis describes the mechanical and thermal properties of rubber compounds and the key features of tyres, with a special focus on Formula 1 tyres. Additionally, it summarizes the personal contributions to the development and validation of the thermo-mechanical model for the Formula 1 team VISA CashApp Racing Bulls.
|
