Modellazione numerica dell'impianto InTenso+ : analisi delle prestazioni ed implementazione di un nuovo sistema di attuazione

The continuous evolution of technology in the automotive field has required a more accurate knowledge of the vehicle and subsystems inertial properties. In this context several studies, both theoretical and experimental, have been carried out at the Laboratory for the Safety of Transport of Politecnico di Milano. This research has led to the development of two systems for measuring the inertia parameters of vehicles and their subsystems: the InTenso+ and InTensino+ test rigs. These test rigs, are basically three bars pendulums carrying the body under investigation; from the recorded motion of the system the inertia tensor is derived by a proper numerical procedure. Their simple construction and test procedure, as well as the excellent accuracy of the results, make them one of the best solutions available in the automotive field. This work is focused on InTenso+ and is part of the continuous research for solutions that lead to a better measurement accuracy and simplification of the test procedure. To achieve high accuracy in the inertia measurement is necessary to locate the center of gravity by applying static methods. This procedure does not show the full potential of the test rig that, in the scaled version (InTensino+), allows to measure all the inertia parameters just in one test. To analyse the obtained accuracy by dynamic tests, we have developed some numerical models. Starting from totally rigid system, we have introduced the deformability of supporting structure, bars and carrying system and evaluated the compliance influence on the results. In addition we have studied the possibility of introducing a new actuating system. Such device could automatize the test procedure with significant reduction in time and increase the safety for operator, reducing risks caused by the proximity to the body in motion.

Il costante progresso e l'evoluzione delle tecnologie nel campo dell'automotive ha richiesto la necessità di una maggiore accuratezza nella conoscenza dei parametri inerziali. In quest’ottica, la continua ricerca condotta presso il Laboratorio per la Sicurezza dei Trasporti del Politecnico di Milano, ha portato allo sviluppo di due impianti per la misura dei parametri inerziali di veicoli e dei loro sottosistemi: i sistemi InTenso+ ed InTensino+. Gli impianti sono pendoli tri-filari che sostengono il corpo in prova e acquisiscono parametri dinamici e cinematici di un moto imposto. Confrontando la storia temporale ottenuta sperimentalmente con quella ricavata da un modello matematico schematizzante il corpo vincolato al pendolo, si ricavano i parametri inerziali. La loro semplicità costruttiva, la velocità della procedura di prova e l’ottima accuratezza dei risultati ne fanno una delle migliori soluzioni a disposizione delle case automobilistiche di tutto il mondo. Il presente lavoro di tesi, incentrato sull'impianto InTenso+, si colloca nell'ambito della continua ricerca di soluzioni che possano migliorare l'accuratezza della misura e semplificare la procedura di prova. Allo stato attuale, infatti, è necessario applicare metodi di tipo statico per l'identificazione del baricentro e, solo in un secondo momento, metodi dinamici per determinare il tensore d’inerzia; questo tipo di procedura non sfrutta a pieno le potenzialità dell'impianto che, nella forma scalata dell'InTensino+, permette di ottenere tutti i parametri con un solo test dinamico. Per migliorare l'accuratezza nella misura ottenuta dall'esecuzione delle sole prove dinamiche, sono stati realizzati una serie di modelli a corpi flessibili del sistema in grado di simulare numericamente le condizioni di prova. Partendo dal caso ideale di sistema rigido, è stata via via introdotta la deformabilità di struttura portante, cavi e gabbia, valutando di conseguenza l'influenza della rigidezza sui parametri identificati. Un ulteriore obiettivo che ci si è posti, legato all'attuale modalità di esecuzione delle prove dinamiche, è stato quello di studiare la possibilità di introdurre un nuovo sistema di attuazione che automatizzi la procedura di prova senza peggiorare, ed eventualmente migliorando, l'accuratezza della misura. Tale dispositivo permetterebbe sia una sensibile riduzione delle tempistiche di prova che l'innalzamento degli standard di sicurezza per l’operatore, riducendo i rischi dovuti alla vicinanza dello stesso al corpo in esame.