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PORTALE DELLA DIDATTICA

Meccanica del veicolo

05BPGNE

A.A. 2020/21

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Collaboratori
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Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/13 8 B - Caratterizzanti Ingegneria meccanica
2019/20
Obiettivo dell'insegnamento è presentare i principi alla base dello studio della dinamica di un autoveicolo ed i principali sistemi costitutivi dell’autotelaio. Vengono analizzati i principali modelli funzionali che, al variare dell’impostazione funzionale e delle condizioni di utilizzo, permettono di analizzare il comportamento dinamico di un autoveicolo in termini di sicurezza e prestazionali, valutati in relazione ai comandi del guidatore e alle principali interfaccia con la strada e l’autotelaio. In questa ottica vengono fornite le caratteristiche funzionali di pneumatici, sospensioni, sterzo, freni, trasmissioni e delle azioni aerodinamiche. Le esercitazioni di calcolo consentono di ribadire i contenuti presentati a lezione valendosi di dati inerenti ad autoveicoli reali.
The aim of this subject is to present the principles behind the study of the dynamics of a passenger car and the main systems of a chassis. The main functional mathematical models are analyzed, which, depending on the functional setting and conditions of use, allow to analyze the dynamic behavior of a motor vehicle in terms of safety and performance, evaluated in relation to the driver's controls and the main interface with the road and the chassis. The subject deals with the functional characteristics of tires, suspension, steering, brakes, transmissions and aerodynamic actions. Calculation exercises allow to consolidate the contents presented in lessons with data from real vehicles.
Competenze acquisite al termine dell'insegnamento • Fattori principali che determinano l’handling di un veicolo, la frenatura e la sua sicurezza, la trazione; • Caratteristiche degli pneumatici e dell’autotelaio necessarie per valutare, a calcolo e in sperimentazione, il comportamento stazionario e dinamico di un autoveicolo; • Potenzialità introdotte da modelli di calcolo funzionale e dalla sperimentazione a banco e stradale per valutare gli effetti delle principali nonlinearità sul comportamento dinamico di un autoveicolo.
• Main factors that determine the handling of a vehicle, braking and its safety, traction; • Characteristics of the tires and the chassis needed to evaluate, calculating and experimenting the stationary and dynamic behavior of a motor vehicle; • Potential introduced by functional calculation models and bench testing to assess the effects of major nonlinearity on the dynamic behavior of a motor vehicle.
Si ritengono indispensabili le competenze necessarie per l’impostazione dello studio del comportamento dinamico dei sistemi meccanici. E’ richiesta la conoscenza degli strumenti di base del calcolo differenziale e integrale.
The skills needed to establish the dynamic behavior of mechanical systems are considered fundamentals. Knowledge of the basics of differential and integral calculation is required.
• Meccanica dello pneumatico: scorrimento e deriva, azioni scambiate nel contatto distribuito ruota-terreno, rigidezza in deriva, comportamento in transitorio, resistenza al rotolamento, formulazioni empiriche, cenni alla sperimentazione banco e strada, cenni alla modellazione off-road (terramechanics). • Modello handling elementare: sterzatura cinematica, sottosterzo e sovrasterzo, equazioni del moto, effetto del comportamento dinamico del pneumatico, analisi in frequenza, caratteristiche di sintesi del comportamento in stazionario e in transitorio. • Modello handling comprensivo degli effetti della sospensione sul rollio e sul beccheggio. Comportamento a regime e in transitorio, influenza del trasferimento di carico sull’utilizzo di uno pneumatico. • Prestazioni: massima pendenza e accelerazione, dimensionamento rapportatura cambio. • Freni: frenatura ideale, ripartizione della frenata, stabilità laterale, efficienza, componenti principali di un impianto frenante, sistemi ABS, controllo elettronico di stabilità (ESC), torque vectoring. • Trasmissioni: obiettivi di una trasmissione, economic line, cambi manuali e non manuali (AMT, DCT, AT). Dinamica torsionale di sistemi di trasmissione. Differenziali open ed autobloccanti. Differenziali speed sensing e torque sensing. Trazioni integrali permanenti e on-demand. • Sistemi di trasmissione per trazioni ibride, Electric Variable Transmission (EVT). • Sospensioni: impostazione elastocinematica, definizione asse di sospensione in relazione agli obiettivi dinamici longitudinali e laterali, componenti elastici e smorzanti fondamentali, cenni sulle architetture più diffuse. Comfort di marcia. • Sistemi di sterzatura. Electric Power Steering (EPS). Influenza delle caratteristiche funzionali di un sistema di sterzo sulla dinamica del veicolo. • Cenni di aerodinamica
• Tire mechanics: sliding and slipping, distributed wheel-to-ground contact forces, cornering stiffness, transient behavior, rolling resistance, empirical formulations, off-road modeling (terramechanics). • Elementary handling model: kinematic steering, understeering and over-steering, motion equations, dynamic tire behavior, frequency analysis • Handling model including the effects of the suspension on the roll and on the pitch. Transient and transient behavior, the influence of load transfer on the use of a tire • Performance: maximum slope and acceleration, gear ratio sizing • Brakes: Ideal braking, lateral stability, efficiency, main braking system components, ABS systems, electronic stability control (ESC), Torque Vectoring (TV). • Transmissions: transmission targets, economic lines, manual and non manual gearboxes (AMT, DCT, AT). Torsional dynamics of transmission systems. Differentials open and self-locking. Differential speed sensing and torque sensing. • Electric Variable Transmission (EVT) Systems • Suspensions: kinematic setting, suspension axis definition in relation to longitudinal and lateral dynamic performance, elastokinematic setting, fundamental elastic and dampening components, most commonly used architectures. Comfort. • Influence of the functional characteristics of a steering system on vehicle dynamics. Electric Power Steering (EPS). • Major aerodynamic actions.
L'insegnamento è strutturato, secondo quanto previsto dal DM 987/2016 - All. D: numerosità di riferimento e massime di studenti, per una frequenza massima di ottanta studenti. Gli allievi saranno divisi in due squadre di esercitazioni, ciascuna di numerosità massima pari a quaranta. Nell'eventualità che tale numerosità massima sia superata, il piano e le modalità formative previste dovranno necessariamente essere aggiornate.
The subject is planned to be attended up to eighty students (DM 987/2016, Annex D - maximum students number). Whenever the maximum number of students was passed, the educational plan will be necessarily revised.
Il corso, di otto crediti, è strutturato in 50 ore di lezioni e 30 di esercitazioni. Le lezioni, supportate da esempi e applicazioni, riguardano i contenuti esposti nel programma. Le esercitazioni sono finalizzate a rendere gli allievi maggiormente confidenti con gli argomenti trattati a lezione ed a far loro apprendere l’uso di strumenti di calcolo di generale diffusione in ambito autoveicolistico. Prevedono sia la realizzazione di un modello di comportamento dinamico di un veicolo attraverso modellazione a parametri concentrati, sia lo studio di un sistema di sospensione con software commerciali multibody. Inoltre, con l'ausilio di software commerciali, sarà fornita una introduzione allo studio della dinamica del veicolo in presenza di sistemi a guida assistita (ADAS), nell'ottica dell'interazione veicolo - traffico - infrastruttura (vehicle-to-everything - V2X). Le esercitazioni saranno generalmente svolte valendosi del LAIB. Tutorati svolti c/o il Laboratorio di Meccanica del Veicolo del DIMEAS completano l'offerta formativa. La frequenza alle lezioni è fortemente raccomandata per conseguire gli obiettivi formativi. La frequenza delle esercitazioni è obbligatoria ed è rilevata dai Professori. Per essere ammessi all'esame occorre aver frequentato almeno i tre quarti delle ore di esercitazione offerte. Il titolare del corso e l'esercitatore sono disponibili con cadenza settimanale per dare spiegazioni agli studenti in orario che viene comunicato all'inizio del corso.
Credits 8: 80 classroom hours (50 lecture hours, 30 tutorial hours). Theoretical lectures are supported by examples and applications. Lectures on a section of the syllabus will be followed by specific tutorials using software partly provided as subject material, during tutorials. Students are required to apply knowledge to working context problems and to interact with the tutor, especially when setting the solution. The tutor will assist students during the tutorial class hours, supporting students in their learning progression and clarifying their doubts. The exercises are aimed at both making the students more confident with the lessons discussed and learning how to use general-purpose calculation tools in the automotive field. An introduction to the chassis active control in relation to road and traffic conditions are also provided, introducing themes such as autonomous driving and, in general, vehicle-to-vehicle or infrastructure (V2X). Exercises will therefore generally take place with the LAIB. Tutorship at the Vehicle Mechanics Laboratory complete the subject planning. To attend the lectures is strongly recommended. To attend the tutorials is mandatory and the presence is registered. To be admitted to the final exam, an attendance of at least the 75% of the tutorials must be verified.
Il titolare fornisce dispense inerenti agli argomenti trattati a lezione. Testo consigliato: M. Guiggiani, Dinamica del veicolo, Città Studi Edizioni, Torino. Testo di approfondimento: G. Genta, Meccanica dell'autoveicolo, V ed., Levrotto & Bella, Torino Testo di esercitazioni: Meccanica del veicolo - Esercitazioni - Enrico Galvagno, Mauro Velardocchia, CLUT, Torino
The Professor provides report related to the topics discussed in the lesson. Suggested text: M. Guiggiani, Vehicle Dynamics, Città Studi Edizioni, Turin. Inquiry text: G. Genta, Automotive Mechanics, V ed., Levrotto & Bella, Turin Exercise text: Vehicle mechanics - Exercises - Enrico Galvagno, Mauro Velardocchia, CLUT, Turin
Modalità di esame: prova scritta; prova orale facoltativa;
Per verificare il raggiungimento degli obiettivi formativi, l'esame si articola in una prova scritta ed una orale. Il voto massimo, pari a trenta/trenta con lode, si può conseguire sommando il voto della prova scritta, pari a un massimo di ventotto/trenta, al voto della prova orale, facoltativa, attribuito da un minimo pari a meno tre sino a un massimo di più cinque trentesimi. La prova scritta consiste di tre quesiti, corrispondenti alla teoria esposta a lezione ed a quanto approfondito in esercitazione, strutturati in parti alle quali rispondere con dimostrazioni e rappresentazioni grafiche. La durata è compresa tra un'ora e mezza e due ore e non è consentito l'uso di appunti o di materiale didattico. Per essere ammessi a sostenere la prova orale, facoltativa, è necessario ottenere nella prova scritta un punteggio minimo di 18 punti su un massimo di 28 trentesimi. Dopo la correzione degli scritti l’allievo viene convocato per una prova orale. Questa consiste in: - una revisione della prova scritta in cui il docente mostra allo studente la correzione, risolve eventuali dubbi dello studente sul giudizio espresso e decide se modificare il punteggio dello scritto - domande sulle esercitazioni svolte in laboratorio, con l'obiettivo di verificare l'acquisizione da parte dello studente dei metodi di calcolo proposti. L'allievo può decidere di sostenere la prova orale o di non sostenerla. In quest'ultimo caso, l'esame si conclude attribuendo un punteggio pari a quello assegnato alla prova scritta. Nel corso del semestre viene proposto agli allievi un esempio di esame finale, con la presentazione della soluzione ai quesiti e suggerimenti in merito ai più comuni errori commessi dagli studenti, insieme a una descrizione dei criteri di valutazione.
Exam: written test; optional oral exam;
Achieved learning outcomes will be assessed by means of a final exam, consisting of a written test and of an optional oral test. The exam is based on an analytical assessment of student achievement of the expected learning outcomes described above. In order to properly assess such achievement, the exam consists of a written test, duration between 1 h 30 min and 2 hours, closed book, composed of three questions, each focused on one of the topics seen during the lectures. In particular, the test aims at assessing knowledge, communication skills and ability to use tools and method taught in the lectures for analysing and modelling vehicle longitudinal and lateral dynamics. The final maximum obtainable mark is 30/30 with merit (cum laude) and is formed by the sum of the mark achieved in the written test (0 ÷ 28) plus the mark of the optional oral test (-3 ÷ +5). Oral part can be taken only if the mark of the written part is over 18/30 and is focused on the discussion of the models, simulation software and solutions proposed during the tutorials. A few days after the written test, students are invited for a review of the written output, in which examiners inform the student on grading criteria, and receive any student appeal supported by appropriate explanations. In the same day, students who choose to take the oral part will be examined. During the semester, students are given an example of the final test, with discussion of the solution and hints on common errors and evaluation criteria. Computers, telephones and any printed documentation are not allowed.


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