Progettazione di una carena aerodinamica e di un

Progettazione di una carena aerodinamica e di un roll bar di sicurezza per un go kart da land speed record Gruppo di Ricerca Tor Vergata Karting Dipartimento di Ingegneria Meccanica Università di Roma Tor Vergata XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 www. torvergata-karting. it

Land Speed Record “Competizione atta a determinare la massima velocità raggiunta da un veicolo terrestre” • Esistono specifici regolamenti che definiscono: -Le “classi” di appartenenza dei veicoli che vi partecipano; -I vincoli e le misure di sicurezza da rispettare; -Le modalità di svolgimento. XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 www. torvergata-karting. it

Land Speed Record Location: Aeroporto Bonneville militare Salt Lake di Pratica Flats di (Utah, Mare. USA) (Roma) XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 www. torvergata-karting. it

Land Speed Record with Kart Analisi Scelta della traiettoria del Record Libera Percorso Spazio didi Percorrenza a accelerazione valutazione arresto Zona dicostante spinta velocità XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 www. torvergata-karting. it

Land Speed Record with Kart Analisi Sperimentazione Sviluppo Verifica XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 • Test di set-up: • Roll. Bar: Regolamenti: • Definizione dell’assetto ottimale del • • kart; Modalitàdidi “Coast svolgimento; Test Progettazione strutturale; Omologhe Kart. • • • Definizione della posizione pilota; Realizzazione. Down” Determinazione dei • • • Valutazione comportamento carena Sopralluogo presso • e sistemi Carena: parametri caratteristici del di fissaggio. la. Progettazione location: • Kart; Analisi ottimizzazione: di sensibilità; aerodinamica; • • • Test Sceltadi della pista; • • Valutazione Previsione parametri Realizzazione. accoppiamento • Definizione della traiettoria. obbiettivo; propulsore - veicolo; • Propulsore: Stima spazi di accelerazione. • Determinazione del miglior • Ottimizzazione curve di rapporto di trasmissione; coppie e potenza; • Simulazione del record. www. torvergata-karting. it

Land Speed Record with Kart Analisi Statuto FIA Regolamenti Nazionali ed Internazionali per il riconoscimento dei Record • Appendice D (svolgimento) • Appendice B (classificazione veicolo) Rules Statuto FIK Omologhe Kart per le norme dei campionati Naz. -Internaz. XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 • Fiches tecniche: -Propulsore -Telaio -Pneumatici -Imp. Freni www. torvergata-karting. it

Land Speed Record with Kart Sperimentazione Valutazione sperimentale delle resistenze passive tramite test di “Coast Down” Go kart: CRG 100 Road Rebel Motore: Maxter 100 2 T Circuito: ISAM Anagni Pilota: Gianmaria Gabbiani Strumentazione: PI Delta Clubman Kart Kit Supporto tecnico: Racing Team CIK, PI Research XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 Nell’ordine: centralina PI “Delta Clubman”, cruscotto PI “X-Kart”, sensore velocità sistemato sulla ruota anteriore, sensore RPM e sensore temperatura dell’acqua Strumentazione di telemetria www. torvergata-karting. it

Il design del roll bar di sicurezza XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 www. torvergata-karting. it

Il Roll. Bar Sviluppo Roll. Bar per vetture da competizione Roll. Bar per FSAE Rules Roll. Bar per kart per disabili XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 Allegato J 2008 FSAE Rules Regolamento Nazionale Karting Art. 253. 8. 4 Art. 3. 3. 4 R. N. K. 10 Art. 2. 2 www. torvergata-karting. it

Il Roll. Bar: “design” Sviluppo Il punto di arrivo…. partenza…. …. rollbar per il per Record disabili. di Velocità. XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 www. torvergata-karting. it

La modellazione FEM Modello ad elementi BEAM; Giunzioni modellate con materiale “rigido” Vincoli: traslazioni bloccate alle interfacce; Condizioni di carico conformi all’allegato J XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 Carico (N) Z Y Direzione X Y Z Δθx Δθy 0 0 -1 5° 25° 0 0 -1 0 0 X www. torvergata-karting. it

Il Roll. Bar: progettazione strutturale Sviluppo • Analisi FEM della struttura sottoposta ai carichi imposti dai regolamenti. Materiale di riferimento: Acciaio 4130 Limite di snervamento 460 MPa Modello Max Stress Peso Sicurezza Tubi 32 mm 322 MPa 13. 4 Kg 30 % Tubi 30 mm 376 MPa 12. 5 Kg Tubi 28 mm 445 MPa 11. 8 Kg XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 Diametro tubi: 28 30 mm 32 18. 3 % Max Stress: 445 376 MPa 322 3. 3 % Peso: 11, 8 12, 5 Kg 13, 4 www. torvergata-karting. it

Il Roll. Bar: l’assemblaggio Sviluppo XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 • • Accoppiamento con la il telaio carena www. torvergata-karting. it

Il design della carena aerodinamica XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 www. torvergata-karting. it

Obiettivi e vincoli di progetto Minimizzazione area frontale; Raffredamento motore; Aderenza ruotestrada; Stabilità; Peso; Integrazione del roll cage di sicurezza; XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 M C F x P g www. torvergata-karting. it C z F p

L’evoluzione della carena Step 1: geometria e ingombri; Step 2: minimizzazione area frontale; Step 3: integrazione del roll bar; Step 4: variazione di forma; XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 www. torvergata-karting. it

Analisi CFD Pulizia e semplificazione CAD; Mesh di superficie (ANSA 12. 0. 3); Mesh di volume (TGRID 3. 6. 8); Soluzione (Fluent 6. 3. 26) XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 www. torvergata-karting. it

I parametri di soluzione Software: Fluent 6. 3. 26 Solver: 3 D, pressure based, steady Viscous Model: K- , Realizable, non equilibrium wall functions Materials: Aria, ρ=1. 225 Kg/m 3 ν=1. 7894 e-5 kg/ms Boundary condition: § § In: velocity inlet (65 m/s) Out: pressure outlet (p=101325 Pascal) § § Turbulence specification method: Intensity (I=0. 1%) and length scale ( =0. 05 m) Strada: moving wall, translational (65 m/s) Ruota: moving wall, rotational (502 rad/s) Solution Controls: Default Parametri: Turbulence Intensity e numero totali di iterazioni XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 www. torvergata-karting. it

Risultati • La decide Si configurazione quindi dia fondo adottare piatto genera la soluzione un ottimo con coda rialzata valore di Cx, ma di 6°, ci sono che presenta migliori problemi di instabilità caratteristiche (momento di beccheggio) di stabilità FD CD FL CL [N] [N] x [m] y [m] z [m] Piatto 500 0. 183 832 0. 069 4. 63 5. 99 0 Venturi 3° 561 0. 211 637 0. 053 4. 24 6. 01 0 Venturi 6° 600 0. 224 802 0. 066 4. 05 6 0 XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 CP www. torvergata-karting. it

La carena: realizzazione Sviluppo Realizzazione stampo Applicazione “distaccante” Misura e taglio forme di tessuto Applicazione strati di tessuto e resina Separazione dallo stampo Rifinitura: taglio eccessi di materiale e lucidatura XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 www. torvergata-karting. it

Conclusioni E’stato presentato l’iter di progettazione di roll bar e carena per un go kart da land speed record; Il lavoro di progettazione è stato poi seguito dalla realizzazione fisica dei componenti; Prossimi sviluppi interesseranno l’ottimizzazione del propulsore e la campagna di test in pista. XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 www. torvergata-karting. it

Il team LSR Go Kart Marco E. Biancolini Fabio Renzi Marco Urbinati Gianluca Manieri Gianmaria Gabbiani XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 www. torvergata-karting. it

Gli sponsor… XXXVII Convegno Nazionale AIAS Roma, 10 -13/09/2008 www. torvergata-karting. it

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