Simulazione 3D di un veicolo anfibio 6x6

The present thesis work analyses the dynamic behaviour of a special vehicle: a multi-role six-wheeled amphibious vehicle capable of facing heavy off-road trails, to be used for rescue. The goal is to define longitudinal and lateral dynamic behaviour of the vehicle according to the design specification provided by the producer, highlighting its peculiar features and comparing different possible suspensions set-ups. This comes along with three-dimensional graphical visualizations used to present results in the form of videos, showing a mock-up of the vehicle and its main components while running. In the final part of the thesis, the original vehicle has been compared with one of its possible evolutions with eight wheels instead of six. The work has been completed using MATLAB software, building a numerical model of the vehicle using multi-body tool SimMechanics and Simulink 3D Animation tool for 3D animations. Acceleration, braking and steering test have been developed on purpose and simulated. According to results analysis, it is possible to notice that carbody movements can be reduced, with almost no effects on tyre forces, with optimized suspensions settings. Some specific behaviour of the vehicle also comes out, such as the variations of wheel angles as function of the suspension stroke. By the analysis of the 8x8 vehicle configuration, it is clear that the vehicle response due to heavy road irregularities improves thanks to the added axis, consistently reducing pitch angles and vertical accelerations transmitted to the carbody.

Il presente lavoro di tesi tratta l'analisi del comportamento dinamico di un veicolo speciale: un mezzo multi-ruolo anfibio a sei ruote motrici con capacità di affrontare percorsi fuoristrada impegnativi per utilizzo come veicolo di soccorso civile. L'obiettivo è quello di determinare la dinamica longitudinale e laterale del veicolo in base alle specifiche progettuali adottate dalla casa costruttrice, individuando i suoi tratti peculiari e confrontando diverse possibili tarature delle sospensioni. Ad esso viene affiancato anche una parte di simulazione grafica in ambiente tridimensionale per la presentazione dei risultati sotto forma di video, mostrando la ricostruzione del veicolo e delle sue componenti principali nell'atto di compiere alcune prove su strada. Come ultimo passaggio, si è anche confrontato il veicolo originale con una possibile evoluzione progettuale dotata di otto ruote. Lo svolgimento del lavoro è stato effettuato utilizzando MATLAB, costruendo un modello del veicolo in ambiente multi-body SimMechanics e utilizzando l'ambiente Simulink 3D Animation per le animazioni tridimensionali. Sono state quindi sviluppate e simulate prove ad hoc, quali prove di accelerazione, frenata e sterzata. Dall'analisi dei risultati di queste prove è emerso come si possano ridurre i movimenti di cassa del veicolo, senza variare le reazioni a terra degli pneumatici, variando opportunamente le tarature delle sospensioni. Inoltre sono emersi alcuni comportamenti tipici del veicolo, come ad esempio la variazione degli angoli a terra degli pneumatici in funzione della corsa delle sospensioni. Analizzando la configurazione di veicolo 8x8 emerge come la presenza di un asse ulteriore migliori il comportamento del veicolo in caso di forti irregolarità stradali, riducendo notevolmente il beccheggio della cassa e le accelerazioni verticali percepite.