optimal design of the suspension system of a high efficient vehicle for shell eco-marathon competition

The following MSc thesis work is devoted to the complete design of a front suspension for a vehicle that will participate to the Shell Eco-marathon in the Urban concept category. The purpose of the competition is to design an energy efficient vehicle, this was therefore the guideline followed for this work. The suspension was designed from the choice of the suspension type to be used and its kinematic analysis. Through numerical and analytical methods, an optimal kinematics was found by taking in consideration the variation of camber and steering angles during the suspension excursion, so as to minimise the energy losses. Then, the different components were designed through CAD modelling tools and optimised to minimise the mass of the complete suspension. FEM type analysis were used to verify the strength and stiffness levels of each component. Finally, a sensitivity analysis was performed using a half vehicle model to investigate the influence of the vehicle inertial parameters on main comfort indexes.

Il seguente lavoro di tesi è dedicato alla progettazione completa di una sospensione anteriore per un veicolo che parteciperà alla Shell Eco-Marathon nella categoria Urban Concept. Scopo della competizione è quello di progettare un veicolo ad alta efficienza energetica, essa è stata dunque la linea guida seguita per questo lavoro. La sospensione è stata progettata a partire dalla scelta del tipo di sospensione da utilizzare e dalla sua analisi cinematica. Attraverso metodi numerici ed analitici, una cinematica ottimale è stata individuata tenendo in considerazione la variazione degli angoli di camber e di sterzo durante lo scuotimento della sospensione, in modo tale da minimizzare le perdite di energia. Successivamente i diversi componenti sono stati progettati attraverso strumenti di modellazione CAD ed ottimizzati per minimizzare la massa della sospensione completa. Analisi di tipo FEM sono state utilizzate per verificare i livelli di resistenza e rigidezza di ciascun componente. Infine, un’analisi di sensitività è stata effettuata utilizzando un modello a metà di veicolo per quantificare l’influenza dei parametri inerziali del veicolo sui principali indici di comfort.