Riassunto analitico
Questa tesi descrive il processo di progettazione di una pinza freno per un veicolo ad alte prestazioni che partecipa alla competizione Formula SAE con l’obiettivo di ridurre la massa rispetto alla pinza utilizzata, senza penalizzare le prestazioni.
Una fase preliminare riguarda la lettura e la comprensione del regolamento affinché il prodotto finale risulti adeguato e consenta al veicolo di partecipare alla competizione.
Segue la scrittura delle equazioni di equilibrio dinamico del veicolo per ricavare le forze e le pressioni raggiunte nell’impianto a seguito di una manovra di frenatura. La pinza freno esistente viene sottoposta a questi carichi e tramite un’analisi strutturale viene individuato lo stato deformativo. I valori di deformazione calcolati fungono da riferimento per la progettazione e in particolare definiscono le condizioni limite di funzionamento della pinza; oltre questo limite ci sarebbe un calo della rigidezza.
La fase di progettazione comincia con un’analisi degli ingombri per collocare nel modo corretto la pinza all’interno del gruppo ruota. Si prosegue con il dimensionamento dei componenti che costituiscono la geometria interna: diametro e sede pistoncini, passaggi olio e guarnizione di tenuta. A completamento di questa fase, si valutano pastiglie di diversa geometria e una volta scelta quella più adatta, si procede disegnando la sede.
Successivamente, si ha una fase iterativa in cui la pinza viene sottoposta a un processo di ottimizzazione topologica che ha come obiettivo la minimizzazione della massa, nel rispetto dei vincoli imposti.
Si sfrutta il risultato ottenuto per ridisegnare la pinza con tutti gli accorgimenti necessari per permetterne la realizzazione e con l’aggiunta degli elementi di dettaglio. A completare la trattazione si esegue un’analisi strutturale del componente ridisegnato per verificare la sua integrità e quindi validarlo.
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