Modelling and testing of a test rig for hydropneumatic suspensions

Off-road vehicles are typically built for extreme conditions in which standard vehicles can not be used. Such vehicles are designed to face adverse conditions and overcome rough handling terrains. In a previous study an hydro-pneumatic suspension was designed to be installed on a new 6x6 amphibious truck manufactured by a German company. In this Master thesis we set-up the fatigue test for the hydro-pneumatic suspension component, designing both the test-bench and the fatigue cycle. After the first test iteration, we encountered an unexpected behaviour of the component that shows oil leakages and an unpredicted friction force behaviour, in addiction, the disassembly of the component shows a significant wear of the sealing system. We investigate on the causes of the failure, identifying flaws in the design and in the choose of the materials used inside the component. We also create and validate a Simulink model to simulate the system, proceeding further in the investigation and providing the possible corrective measures. In addition, a full sensitivity analysis is performed, to achieve a deeper understating of the system: this will help to foresee the behaviour of the suspension during the future fatigue tests.

I veicoli fuoristrada sono in genere costruiti per condizioni estreme in cui i veicoli standard non possono essere utilizzati. Tali veicoli sono progettati per affrontare condizioni avverse e superare terreni difficili da manovrare. In uno studio precedente una sospensione idro-pneumatica è stata progettata per essere installata su un nuovo camion anfibio 6x6 prodotto da un'azienda tedesca. In questa tesi abbiamo impostato il test di fatica per la sospensione idro-pneumatico, progettando sia il banco di prova che il ciclo di fatica. Dopo la prima iterazione di test, abbiamo riscontrato un comportamento imprevisto del componente che mostra perdite di olio e un comportamento non previsto della forza di attrito, in aggiunta, lo smontaggio del componente mostra una significativa usura del sistema di tenuta. Indaghiamo sulle cause del fallimento, individuando i difetti nella progettazione e nella scelta dei materiali utilizzati all'interno del componente. Creiamo e convalidiamo anche un modello Simulink per simulare il sistema, procedendo ulteriormente nelle indagini e fornendo le possibili misure correttive. Inoltre, viene eseguita un'analisi completa della sensibilità, per ottenere una più profonda comprensione del sistema: ciò aiuterà a prevedere il comportamento della sospensione durante i futuri test di fatica.