A semi-trailer for a moving laboratory. Architecture and structure

The aim of this thesis work is to present the MOLAS project, an idea of the mechanical department of Politecnico di Milano, consisting of a movable laboratory for outdoor testing. This laboratory takes the shape of a tractor-semitrailer with enough space on-board allowing the placing of several systems that leads to a complete testing facility. For such purpose a truck-trailer unit is the most reasonable choice regarding the vehicle. The focus of tests will be on automotive components regarding chassis and powertrain. MOLAS is an ambitious project in which all the subsystems must be analysed with precision, from the vehicle components to the on-board systems used for testing. Indeed, the effectiveness of testing highly depends on the choices made in designing the moving laboratory. This work focuses on the vehicle part, namely the semi-trailer unit but taking in mind always the testing condition that it must undergo. Due to this, layout, structural design and dynamic simulations are the main activities of this work. An important thing to take in mind, regarding the contents of the thesis, is that the structure does not reflect the chronological order of the design process; many things were regularly updated in an iterative way, taking care of the results of the simulations and some considerations faced up in the building of the work. Furthermore, technical advices and opinions of the experts were important to identify problems and key factors of the design. The result of the thesis is a fully developed and designed semi-trailer to be built for realizing the project MOLAS.

Lo scopo di questa tesi è presentare il progetto MOLAS, un’idea del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano, che consiste in un laboratorio mobile per le prove all’aperto. Questo laboratorio ha la forma di un autoarticolato avente abbastanza spazio a bordo, in modo da permettere il posizionamento di diversi sistemi costituenti una struttura di test completa. Per questo motivo, un semi articolato rappresenta la scelta migliore per quanto riguarda il tipo di veicolo. Le prove si focalizzeranno su componenti di veicoli, sia del telaio che della propulsione. Il MOLAS è un progetto ambizioso in cui tutti i sottosistemi devono essere analizzati con precisione, dai componenti del veicolo agli apparati a bordo adibiti alle prove. Infatti, l’attendibilità delle prove dipende altamente dalle scelte fatte durante la fase di progetto del laboratorio mobile. Questo lavoro di tesi si concentra sul veicolo, ossia il semirimorchio, ma tenendo sempre in considerazione le condizioni di test a cui dovrà sottostare. Perciò, la disposizione delle parti, il progetto strutturale e le simulazioni dinamiche sono i principali punti di interesse di questa tesi. Una cosa importante da tenere in considerazione per quanto riguarda il contenuto della tesi, è che la struttura non riflette l’ordine cronologico dello studio del progetto; molte cose sono state regolarmente aggiornate in modo iterativo, con un occhio di riguardo ai risultati delle simulazioni e ad alcune considerazioni affrontate durante la costruzione del lavoro. Inoltre, consigli di tipo tecnico e opinioni degli esperti sono stati fondamentali per identificare problemi e fattori chiave del progetto. Il risultato della tesi è un progetto a tutti gli effetti di un semirimorchio, che sarà costruito per la realizzazione del progetto MOLAS.