Stabilità e dinamica di una bicicletta per uso agonistico - Influenza dei parametri geometrici del telaio
Autore
Alessandro Ferrari - Politecnico di Milano - [2000-01]
Documenti
Abstract
Scopo del presente lavoro è valutare l'influenza dei parametri geometrici (in particolare dell’avancorsa) sulla stabilità e la dinamica di una bicicletta da corsa per uso agonistico.
Il problema viene affrontato dapprima da un punto di vista analitico, studiando le equazioni di moto di una bicicletta semplificata, ottenuta partendo da quella oggetto di analisi.
Successivamente, tali equazioni vengono risolte numericamente, così da valutare l’andamento nel tempo di alcune grandezze ritenute significative (angoli di sterzo e rollio).
Inoltre, si ricava la matrice della dinamica del sistema e se ne studiano gli autovalori, per avere informazioni quantitative sulla stabilità del modello.
Infine, viene realizzato un modello multi-body della bicicletta e ne viene simulato il comportamento dinamico in diverse condizioni e per diverse configurazioni geometriche.
A tale scopo viene impiegato un codice di calcolo sperimentale sviluppato per applicazioni in ambito motociclistico.
Oltre ad adattare il suddetto codice alle peculiarità delle biciclette, a causa della mancanza di dati relativi alle proprietà dei pneumatici e dell’enorme importanza di questi ultimi nella dinamica, è stato necessario effettuare prove di caratterizzazione per ricavare informazioni sulla forza laterale generata dai pneumatici in funzione degli angoli di rollio e deriva.
Il confronto e la correlazione fra i risultati ottenuti con le diverse metodologie di studio forniscono strumenti a costruttori e ciclisti per scegliere, di volta in volta, la bicicletta più adatta al percorso di gara.
Si possono così controllare preventivamente le conseguenze di una modifica alla geometria del modello sul suo comportamento dinamico senza dover effettuare prove su strada.
Il problema viene affrontato dapprima da un punto di vista analitico, studiando le equazioni di moto di una bicicletta semplificata, ottenuta partendo da quella oggetto di analisi.
Successivamente, tali equazioni vengono risolte numericamente, così da valutare l’andamento nel tempo di alcune grandezze ritenute significative (angoli di sterzo e rollio).
Inoltre, si ricava la matrice della dinamica del sistema e se ne studiano gli autovalori, per avere informazioni quantitative sulla stabilità del modello.
Infine, viene realizzato un modello multi-body della bicicletta e ne viene simulato il comportamento dinamico in diverse condizioni e per diverse configurazioni geometriche.
A tale scopo viene impiegato un codice di calcolo sperimentale sviluppato per applicazioni in ambito motociclistico.
Oltre ad adattare il suddetto codice alle peculiarità delle biciclette, a causa della mancanza di dati relativi alle proprietà dei pneumatici e dell’enorme importanza di questi ultimi nella dinamica, è stato necessario effettuare prove di caratterizzazione per ricavare informazioni sulla forza laterale generata dai pneumatici in funzione degli angoli di rollio e deriva.
Il confronto e la correlazione fra i risultati ottenuti con le diverse metodologie di studio forniscono strumenti a costruttori e ciclisti per scegliere, di volta in volta, la bicicletta più adatta al percorso di gara.
Si possono così controllare preventivamente le conseguenze di una modifica alla geometria del modello sul suo comportamento dinamico senza dover effettuare prove su strada.
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