Sviluppo di una forcella motociclista in composito ad alte prestazioni inglobante un sistema di monitoraggio in F.O.

This thesis illustrates the work done to design and build a component of the motorcycle with which the Polimi Motorcycle Factory team of the Politecnico di Milano will take part in the VI edition of the “International MotoStudent Competition” in the “Electric” category. The component under study is the front suspension. The main objective of the work is the creation of a fiber optics structural health monitoring system embedded into the front forks outer tubes. Having as a second objective the minimization of the mass, ensuring the required structural characteristics and making the least possible number of changes to the rest of the parts. A 3D CAD model of the original forks (in this case supplied by a manufacturer, sponsor of the team) was created, respecting the construction constraints. Finite element analysis software was used for the dimensioning process. The simulations performed represent both the load test during the pre-race technical verification, and the real loads to which the front suspensions are subjected during their use. To find the laminating sequence of the product to be created, an optimization was performed so that the final model has the same stiffness of the original forks. A further change concerned the presence of the connector housing for fibers optics. The main advantages of the solution obtained are: • Reduction of the structural mass maintaining the same stiffness • Low invasiveness of the solution in the composite • Low invasiveness of the housing in the production process • Plug & Play with original components It should also be remembered that the solution presented is extremely versatile, easily modifiable in terms of geometry and therefore lends itself to be used on various components where it is necessary to safeguard the output of the optical fiber.

La presente tesi illustra il lavoro svolto per progettare e realizzare un componente del motoveicolo con cui il team sportivo Polimi Motorcycle Factory del Politecnico di Milano prenderà parte alla VI edizione del “International MotoStudent Competition” nella categoria “Electric”. Il componente oggetto dello studio è la sospensione anteriore. L’obiettivo principale del lavoro è la realizzazione di un sistema di monitoraggio strutturale in fibre ottiche su una coppia di foderi in composito. Avendo come secondo obiettivo la minimizzazione della massa, garantendo le caratteristiche strutturali richieste ed effettuando il minor numero possibile di modifiche al resto delle parti. È stato creato un disegno 3D che ricalcasse la geometria degli oggetti che compongono le forcelle originali (in questo caso fornite da un produttore sponsor del team), rispettando i vincoli realizzativi. Per il processo di dimensionamento si è usato un software di analisi ad elementi finiti. Le simulazioni eseguite rappresentano sia la prova di carico in sede di verifica tecnica pre gara, sia i carichi reali a cui l’avantreno è sottoposto durante il suo utilizzo. Per trovare la sequenza di laminazione ottimale del manufatto da realizzare è stata eseguita un’ottimizzazione in modo che il modello definitivo ricalcasse le rigidezze della forcella originale. Un’ulteriore modifica ha riguardato la presenza dell’alloggiamento del connettore per le fibre ottiche. I principali vantaggi della soluzione ottenuta sono: • Riduzione della massa a parità di rigidezza della struttura • Bassa invasività della soluzione nel composito • Bassa invasività dell’alloggiamento nel processo produttivo • Plug & Play con i componenti originali Si ricorda inoltre che la soluzione presentata è estremamente versatile, facilmente modificabile in termini di geometria e pertanto si presta ad essere utilizzata su svariati componenti dove è necessario salvaguardare l’uscita della fibra ottica dal manufatto.