Sviluppo di un modello a sorgente equivalente per la simulazione del rumore di rotolamento dello pneumatico

A tyre rolling on a road surface causes the activation of several complex mechanisms, responsible for the emission of acoustic waves. Although the scientific research has conducted a large amount of deep investigations about this topic, the tyre/road noise phenomenon has still to be exhaustively understood. The following thesis is part of a collaborative project between Pirelli S.p.A. and Politecnico di Milano which aims at the analysis and comprehension of such noise generating mechanisms. The final objective is to define useful guidelines in order to develop more performant tread designs in terms of acoustic emission. The present work initially highlights the strong experimental orientation of the whole project, describing different test methods that took place both in the semianechoic chamber and at the Vizzola Ticino track. The outcomes of those tests allowed to make considerations about the main contributions on the acoustic emission and to better understand the relation existing between indoor and outdoor tests. Subsequently, the considerable amount of experimental collected data has been exploited through the development of a mathematical model of an equivalent acoustic source. It potentially represents a very useful tool for the numerical estimation of a tyre performance in terms of noise generation. In particular, a first step concerns the identification of the physical model, which is verified in a second moment and finally implemented for a simulation of the homologative test. The results of this process raised interesting observations about the relation between indoor and outdoor different test conditions.

Il rotolamento di uno pneumatico su strada provoca l’attivazione di una serie di meccanismi complessi, responsabili dell’emissione di onde acustiche verso l’esterno. Nonostante la ricerca scientifica abbia effettuato negli ultimi decenni numerose e approfondite indagini circa questo tema, il fenomeno del tyre/road noise è ancora lontano dall’essere compreso in maniera esaustiva. Il presente lavoro di tesi si inserisce all’interno di un progetto di collaborazione tra Pirelli S.p.A. e Politecnico di Milano che prevede l’analisi dei meccanismi di generazione del rumore con l’obiettivo di delineare delle linee guida che portino alla realizzazione di disegni battistrada capaci di limitare l’emissione sonora di uno pneumatico. Nel lavoro presentato di seguito è stata inizialmente messa in luce la forte connotazione sperimentale dell’intero progetto, descrivendo una serie di prove effettuate sia in camera semianecoica che presso la pista di Vizzola Ticino. I risultati di tali test hanno permesso di fare delle valutazioni significative circa i fenomeni maggiormente responsabili dell’emissione acustica e di conoscere quale tipo di relazione esista tra le due macro-tipologie di test indoor e outdoor. Successivamente la considerevole mole di dati sperimentali raccolti è stata sfruttata per lo sviluppo di un modello matematico di una sorgente acustica equivalente, strumento potenzialmente molto utile per la previsione numerica delle prestazioni di uno pneumatico in termini di noise. In particolare, una prima fase riguarda la costruzione del modello che viene in un secondo momento testato e infine utilizzato per la simulazione di un test omologativo. Quest’ultimo passaggio fa emergere interessanti considerazioni sul rapporto tra l’ambiente di prova indoor e quello outdoor.