Adolfo SENATORE | Progetti

ANALISI NUMERICO-SPERIMENTALE DI MATERIALI D'ATTRITO IN REGIME DRY-SLIDING PER APPLICAZIONI VEICOLARI

Il presente programma di ricerca, candidato ad avvalersi di finanziamento su Fondi d'Ateneo per la Ricerca di Base - Bando 2015, concerne lo studio per via sperimentale e numerica del comportamento tribologico di materiali d'attrito di diffuso impiego industriale per applicazioni automotive chiamati ad operare in regime dry-sliding.La disponibilità di affidabili funzioni che evidenzino il ruolo delle principali grandezze fisiche sul coefficiente d'attrito, quali la pressione di contatto, la temperatura e la velocità di slittamento rappresenta, infatti, un valore aggiunto imprescindibile nella progettazione di algoritmi di controllo "model-based" secondo un approccio moderno che progressivamente sostituisca l'identificazione di modelli non fenomenologici, poco generalizzabili in quanto dipendenti in modo marcato dalla specifica architettura del sistema meccanico sottoposto a sperimentazione.I modelli che il presente progetto intende investigare dovranno costituire un elemento di supporto alla progettazione ed all'ottimizzazione di singoli sistemi hardware come, ad es., le frizioni elettroattuate. La ricerca impiegherà moderni strumenti tribologici in dotazione al gruppo di Meccanica Applicata alle Macchine del Dipartimento di Ingegneria Industriale per la misura del coefficiente d'attrito, del rate di usura e dei principali parametri che definiscono gli stati superficiali dei materiali oggetto di sperimentazione. Gli strumenti di elaborazione numerica e di simulazione di cui si prevede l'impiego sono la modellazione simbolico-numerica, gli algoritmi di simulazione orientati all'implementazione in contesto real-time, l'analisi agli elementi finiti.Il progetto prevede come primo obiettivo l'identificazione "mappe d'attrito" mediante misure tribometriche con originali sistemi per l'acquisizione della temperatura d'interfaccia tra guarnizioni d'attrito e materiali metallici. Questo tipo di approccio mira a superare i limiti delle analisi basate sui livelli termici mediati, su valori di temperatura in regioni di più facile accessibilità ma non rappresentativi poichè esterni alla regione di interfaccia.Il passo successivo è costituito dalla introduzione di mappe multi-variabile in ambienti di simulazione per il sistema dinamico "linea di trasmissione" con controllori di differente livello di complessità. Modelli d'ordine elevato permetteranno, inoltre, la simulazione di fenomeni vibratori indesiderati in fase di puro slip o di stick-slip (eek, judder, ecc.).Le manovre d'innesto simulate fanno riferimento alla partenza del veicolo da fermo con richieste di coppia motore di ampiezza e durata diverse, nonché cambi marcia che impegnino i tempi necessari alla sincronizzazione al cambio contemplino le variazioni di carico.Sarà, infine, offerta continuità ai recenti risultati che il gruppo ha conseguito nella modellazione agli elementi finiti del campo di temperatura in tutti i componenti frizione: superficie volano, spingidisco, disco d'attrito, molla a cuscino. Un interessante risultato potrà essere costituito dalla cosimulazione con FEM e modello dinamico di driveline in fase d'innesto, che offrano al regolatore i livelli correnti del campo di temperatura, della locale pressione di contatto e della velocità di sliding. Analisi che per motivi di onere computazionale non avrà, in questo caso, ambizioni di scalabilità verso l'esecuzione real-time su veicolo.