La sospensione dell'autoveicolo - approfondimenti

[alfistavero]

equilibrio alla rotazione allora lo interpreto come "centro ruota che procede a velocità costante", il che significa che al mozzo deve essere applicata una forza orizzontale che pareggi la dissipazione indotta dal pneumatico e dal mozzo: tale forza vale esattamente (ZΔx + Mfm)/h dove Mfm=Momento frenante mozzo...

buongiorno.
prima di andare avanti, lasciatemi leggere quello che avete scritto...
prima ancora, però, lascitemi rispondere a Diabolik:
continuo a non capire:
1-come fa una forza a pareggiare dei momenti?
2-ammesso che tu abbia scritto non correttamente, intendendo confrontare forze con forze e momenti cn momenti, come fai a equilibrare (ZΔx + Mfm), che sono momenti rispetto a O con forze, applicate a O, che dovrebbero generare momenti rispetto a O?

3- comunque, effettivamente, ho volutamente omesso di disegnare, in quel disegno cui ci stiamo riferendo, alle forze orizzontale e verticale (quindi X e Y) che traducono il vincolo del mozzo e, come tali, sono applicate in O e sono, rispettivamente, parallele a Xf e N (ma sono - ripeto- applicate in O, centro della ruota). NON l'ho fatto. volutamente. ma mi chiedo quali effetti, sulle relazioni che ho scritto, avrebbero portato...Nessuna!

 

[alfistavero]

allora mi faccio un pò di seghe mentali prima di cena (stasera trenette al pesto per tutti!):

1 il grafichino che ha postato alfistavero non assomiglia se non vaghissimamente ad una parabola, come parrebbe invece dalla formula f(V) = f0 + k * Vexp2

2 di solito se un grafico ha un ginocchio è perchè prima e dopo il ginocchio ci sono due "fisiche" differenti: è questione di modi di vibrazione ed in mezzo c'è una risonanza? e allora perchè se vado fisso ai 120 all'ora (o quella che è la V critica) il pneu non fa la fine del ponte di tacoma? :scratch)
se il pneumatico vibra vicino alla sua frequenza propria, e attraverso l'isteresi il pneu dissipa energia, finirà col riscaldarsi esageratamente...

Mo' rispondiamo a thranduil.

Effettivamente, hai ragione quando dici il grafico non assomiglia alla parabola. In realtà, la legge f(V) puà essere approssimata ad una polinomiale del tipo
F = Σ fi Vi (non riesco a mettere bene le i: la prima è un pedice, la seconda un apice)

In generale, si ritiene però che siano sufficienti due termini per approssimare in modo soddisfacente l'andamento sperimentale di f(V).
adesso, se riesco a recuperarla e scannerizzarla, ti invio la curva che riproduce l'andamento sperimentale di f registrato su un pneus. se non riesco, comunque, puoi andartela a prendere su un qualunque libro di dinamica del veicolo...

 

[alfistavero]

p.s. quando avremo finito con il coeff di rotolamento, quindi credo tra oggi e domani, ne approfitto per darvi qualche info sulle metodologie di prova utilizzate dalle case automobilistiche, quindi anche noi, per la determinazione della resistenza all'avanzamento di una vettura; da cui, si possono ricavare le curve di potenza necessarie e, quindi, stimare la potenza sviluppata dal motore...
vi anticipo che tali prove prendono il nome di coast down (se volete vedere se c'è qualcosa in internet...)

 

[alfistavero]

di solito se un grafico ha un ginocchio è perchè prima e dopo il ginocchio ci sono due "fisiche" differenti: è questione di modi di vibrazione ed in mezzo c'è una risonanza? e allora perchè se vado fisso ai 120 all'ora (o quella che è la V critica) il pneu non fa la fine del ponte di tacoma? :scratch)
se il pneumatico vibra vicino alla sua frequenza propria, e attraverso l'isteresi il pneu dissipa energia, finirà col riscaldarsi esageratamente...

1- perchè NON riesci a tenere COSTANTEMENTE per molto tempo la V critica, su strada
2- comuqnue, le mescole dei pneus sono tali da comprendere materiali con differenti caratteristiche (e isteresi) relativamente bassi e quindi con minori effetti "negativi" alla V critica
3- proprio questa mescolanza di materiali nella mescola, presentano valori differenti di smorzamento e quindi frequenze proprie (modi propri) diversi e anche una diversa dipendenza dello smorzamento dalla sollecitazione. per ese. le gomme naturali hanno smorzamenti più bassi di quelli delle gomme sintetiche. ora, siccome nel pneus ho le une e le altre...anche la qualità e la quantità degli additivi (silice, nerofumo, etc) hanno notevole influenza sullo smorzamento, quindi sull'energia dissipata nel rotolamento, quindi sulla temperatura, quindi....

 

[alfistavero]

....

Per rimanere in tema, quando una ruota e' sbilanciata, si generano delle forze pulsate che vorrebbero far girare il volante a destra e sinistra.
....

lasciando stare tutto il resto,

Bigno, adesso vedi di non sparare troppe minkiate (almeno, non tutte assieme)...

mangia più trenette al pesto....

 

[alfistavero]

L'energia c'era eccome: proveniva dalle folate di vento a raffiche le quali, per circostanze del tutto eccezionali e impreviste, oltre ad essere particolarmente forti arrivavano alla frequenza giusta per mandare il ponte in risonanza.

Azz, per la serie e' cosi' ****Edit da STAFF: alla prossima account sospeso! che se gli cade il belino per terra gli rimbalza nel culo! :crepap)

In realtà non era così semplice eh :asd)
Il crollo di Tacoma è stato anche causato da un fenomeno noto come "aerolastic flutter", in parole povere durante l'oscillazione quello ****Edit da STAFF: alla prossima account sospeso! di ponte si torceva e faceva vela, e andava a prendere ancora più aria accentuando enormemente l'effetto del vento...

p.s. per caso, hai fatto l'esame di aeroelasticità?
con rotondi?
io sono riuscito a scamparla: ho preso l'indirizzo energetico e ho fatto l'esame di motori per missili e di aeromobili a decollo verticale, ma me lo sono tolto dai coglioni quell'esame!!!

 

[Diabolik]

1-come fa una forza a pareggiare dei momenti?
2-ammesso che tu abbia scritto non correttamente, intendendo confrontare forze con forze e momenti cn momenti, come fai a equilibrare (ZΔx + Mfm), che sono momenti rispetto a O con forze, applicate a O, che dovrebbero generare momenti rispetto a O?

3- comunque, effettivamente, ho volutamente omesso di disegnare, in quel disegno cui ci stiamo riferendo, alle forze orizzontale e verticale (quindi X e Y) che traducono il vincolo del mozzo e, come tali, sono applicate in O e sono, rispettivamente, parallele a Xf e N (ma sono - ripeto- applicate in O, centro della ruota). NON l'ho fatto. volutamente. ma mi chiedo quali effetti, sulle relazioni che ho scritto, avrebbero portato...Nessuna!

1- ovviamente non uguaglio forze a momenti.
vedi disegnino sotto: la L rovesciata in grasetto è un pezzo di ferro rigido che può ruotare intorno ad A. Per "pareggiare" il momento F'x ho bisogno di una forza il cui modulo sarà pari a F'x/h e che nel disegno è F''. Ovviamente che pareggia non è F'' in quanto tale ma il suo momento F''h, ma mi permetto la licenza poetica

- ora diciamo che il mio A è il centro di istantanea rotazione o il centro dell'area di contatto (uno dei due fa lo stesso, almeno per la mia costruzione), F' è la forza generata da isteresi e strisciamento, la L rovesciata rappresenta, istante per istante (in ogni dt), la ruota come corpo rigido nei punti in cui per ora stiamo considerando si possono applicare forze

2- per cui, considerando la ruota come corpo rigido (avendo già scontato la non rigidità del pneumatico tramite il "calcolo" della F'), dico che per evitare che la ruota rallenti la sua rotazione con andamento dL/dt = F'x (in altre parole: la situazione di equilibrio) mi serve di azzerare il momento resistente applicando, da qualche altra parte (es il mozzo) una forza F'' di intensità opportuna

3- non stavo pensando al mozzo in quanto vincolo

 

[alfistavero]

ok capito



tornando ai pneus mi è venuta una curiosità.Supponiamo che la velocità critica è 120km/h e per un tragitto medio-lungo si viaggia a questa velocità che comportamento ha l'auto?Non è più stabile?i pneus non forniscono più aderenza adeguata?
e siccome superata la velocità critica si ha una condizione di stabilità nel pneus suppongo che ci debba essere una seconda velocità critica dopo la quale non ci sia più condizione di equilibrio(codice velocità max riportato sul pneus)!!

sono tutte seghe mentali le mie? o c'è qualcosa di giusto?

seghe, seghe...
in parte seghe e qualcosina vero....

dài adesso andiamo avanti

 

[alfistavero]

Dài, proseguamo.

Allora, visto che me l’avete tirata fuori, vediamo da quali fattori dipende il coefficiente di rotolamento….

Dalla velocità di marcia, l’abbiamo già visto. Che sia f = f0 + k V2

l’abbiamo visto e ci abbiamo anche ragionato su. Riguardatevi la figura e vedrete anche che i radiali hanno valori di f più bassi di almeno il 20% rispetto a i pneus tradizionali a tele incrociate…

Ma ci sono anche altri parametri.
Li elenco qui, con poche, brevi note.

Struttura del pneumatico: anche questo l’abbiamo visto, con la risposta che ho dato proprio 5 minuti fa. La natura del materiale con cui sono fatti i pneu ha notevole importanza. Per esempio, tra un pneumatico normale, uno da vettura sportiva e una da corsa, quello da corsa avrà un ginocchio ben più in alto e la sua curva sarà ben più “lineare” del pneu da vettura normale…

Temperatura di funzionamento: al crescere delle temperatura di funzionamento, diminuisce lo smorzamento del pneumatico; di conseguenza diminuisce la resistenza, che è in gran parte dipendente dall’isteresi del pneumatico. Questa, se volete, è un’ulteriore risposta a thranduil: il pneumatico, insomma, tende ad un equilibrio stabile: un aumento della temperatura fa diminuire l’energia dissipata e quindi la produzione di calore; quando cala la temp, l’energia ricresce e quindi anche la produzione di calore, che fa però aumentare la temperatura che a sua volta farà riderescere l’energia dissipata, etc etc. si arriva ad una condizione di equilibrio…

Pressione di gonfiaggio: anche un bambino riesce a capire che un aumento della pressione di gonfiaggio provoca una diminuzione del coefficiente di rotolamento. E così pure una riduzione del carico sul pneumatico. Il motivo è semplice: riducendo il carico o aumentando la pressione il pneus si deforma meno, con tutto quello che ne consegue (e che abbiamo detto)…
Ecco perché è meglio gonfiare le gomme alla pressione giusta (o anche qualche decimo in più) piuttosto che sgonfiarle…e soprattutto, quando andate in ferie con la macchina carica, GONFIATE ‘STE ****Edit da STAFF: alla prossima account sospeso! DI GOMME!!!

Dimensioni del pneumatico:i parametri principali sono il raggio del pneumatico (quindi le sue dimensioni) e il rapporto d’aspetto (il “barra” es: il valore 60 nella misura 195/60 R 14) che indica il rapporto tra larghezza (del battistrada) e “spessore” radiale
Un aumento di entrambi, contemporaneamente, produce una diminuzione del coefficiente di rotolamento ed un aumento della velocità critica.
Ecco dunque una ragione in più per non mettere pneumatici superribassati sulle vostre auto…che, tra l’altro, sono anche meno confortevoli, più fragili, meno progressivi, etc….
Riguardo al raggio, diciamo che un aumento del raggio ha effetto soprattutto sulla velocità critica, perché a bassa velocità la differenza è minima (ecco perché sulle utilitarie si mettono ruote “piccole” senza problemi)
Anche un aumento del rapporto tra larghezza del battistrada e altezza del pneus, a pari rapporto d’aspetto, è favorevole perché porta ad una maggiore rigidezza dei fianche e quindi una minore dissipazione per isteresi…

E poi, c’è il tipo di fondo stradale….diciamo che sul ghiaccio e sul cemento ad agosto, le cose sono un po’ diverse, o no?
Diciamo che in prima approssimazione, basta traslare la curva f = f0 + k V2
Facendo variare il valore di f0 , che equivale a traslare la curva sull’asse delle ordinate (la alzo o l’abbasso, insomma)

E poi c’è l’effetto del cambre ruota: se la ruota non è dritta, ma ha camber, una parte di quella spinta (momento di autoallineamento, poi vedremo) contribuisce ad aumentare la resistenza al rotolamento e quindi ad ad aumentare il coeff. di rotolamento


Spero di avere saziato la vostra curiosità….

Adesso (cioè oggi o domani pomeriggio, perché anche domattina sono impeganto con qualche “provetta”)

Vi spiego la storia del coast down…

 

[alfistavero]

1-come fa una forza a pareggiare dei momenti?
2-ammesso che tu abbia scritto non correttamente, intendendo confrontare forze con forze e momenti cn momenti, come fai a equilibrare (ZΔx + Mfm), che sono momenti rispetto a O con forze, applicate a O, che dovrebbero generare momenti rispetto a O?

3- comunque, effettivamente, ho volutamente omesso di disegnare, in quel disegno cui ci stiamo riferendo, alle forze orizzontale e verticale (quindi X e Y) che traducono il vincolo del mozzo e, come tali, sono applicate in O e sono, rispettivamente, parallele a Xf e N (ma sono - ripeto- applicate in O, centro della ruota). NON l'ho fatto. volutamente. ma mi chiedo quali effetti, sulle relazioni che ho scritto, avrebbero portato...Nessuna!

1- ovviamente non uguaglio forze a momenti.
vedi disegnino sotto: la L rovesciata in grasetto è un pezzo di ferro rigido che può ruotare intorno ad A. Per "pareggiare" il momento F'x ho bisogno di una forza il cui modulo sarà pari a F'x/h e che nel disegno è F''. Ovviamente che pareggia non è F'' in quanto tale ma il suo momento F''h, ma mi permetto la licenza poetica

- ora diciamo che il mio A è il centro di istantanea rotazione o il centro dell'area di contatto (uno dei due fa lo stesso, almeno per la mia costruzione), F' è la forza generata da isteresi e strisciamento, la L rovesciata rappresenta, istante per istante (in ogni dt), la ruota come corpo rigido nei punti in cui per ora stiamo considerando si possono applicare forze

2- per cui, considerando la ruota come corpo rigido (avendo già scontato la non rigidità del pneumatico tramite il "calcolo" della F'), dico che per evitare che la ruota rallenti la sua rotazione con andamento dL/dt = F'x (in altre parole: la situazione di equilibrio) mi serve di azzerare il momento resistente applicando, da qualche altra parte (es il mozzo) una forza F'' di intensità opportuna

3- non stavo pensando al mozzo in quanto vincolo

scusa, ma quale disegnino?

 

[soloalfa]

cut

 

[alfistavero]

allora, andiamo avanti.

toc toc: ci siete ancora?

dunque,
abbiamo visto che, sperimentalmete, la resistenza al rotolamento vale

Xr = - f Z

e che il coefficiente di rotolamento f dipende, tra l'altro, dalla velocità di marcia grazie alla seguente formula

f = f0 + k V2

tenete presente che in f0 lo zero è piccolo (non riesco a farlo diventare un pedice nella realizzazione di questi testi) e che V2 vuol dire “V al quadrato”, cioè V*V

allora, sostituiamo f nella prima formula e avremo

Xr = (f0 + k V2) Z

Cioè

Xr = f0 Z + k Z V2

Cioè due termini: uno costante e uno fuinzione della velocità al quadrato.

Bene: tenetelo presente, perché adesso vi spiego le prove di coast down

 

[Diabolik]

1-come fa una forza a pareggiare dei momenti?
2-ammesso che tu abbia scritto non correttamente, intendendo confrontare forze con forze e momenti cn momenti, come fai a equilibrare (ZΔx + Mfm), che sono momenti rispetto a O con forze, applicate a O, che dovrebbero generare momenti rispetto a O?

3- comunque, effettivamente, ho volutamente omesso di disegnare, in quel disegno cui ci stiamo riferendo, alle forze orizzontale e verticale (quindi X e Y) che traducono il vincolo del mozzo e, come tali, sono applicate in O e sono, rispettivamente, parallele a Xf e N (ma sono - ripeto- applicate in O, centro della ruota). NON l'ho fatto. volutamente. ma mi chiedo quali effetti, sulle relazioni che ho scritto, avrebbero portato...Nessuna!

1- ovviamente non uguaglio forze a momenti.
vedi disegnino sotto: la L rovesciata in grasetto è un pezzo di ferro rigido che può ruotare intorno ad A. Per "pareggiare" il momento F'x ho bisogno di una forza il cui modulo sarà pari a F'x/h e che nel disegno è F''. Ovviamente che pareggia non è F'' in quanto tale ma il suo momento F''h, ma mi permetto la licenza poetica

- ora diciamo che il mio A è il centro di istantanea rotazione o il centro dell'area di contatto (uno dei due fa lo stesso, almeno per la mia costruzione), F' è la forza generata da isteresi e strisciamento, la L rovesciata rappresenta, istante per istante (in ogni dt), la ruota come corpo rigido nei punti in cui per ora stiamo considerando si possono applicare forze

2- per cui, considerando la ruota come corpo rigido (avendo già scontato la non rigidità del pneumatico tramite il "calcolo" della F'), dico che per evitare che la ruota rallenti la sua rotazione con andamento dL/dt = F'x (in altre parole: la situazione di equilibrio) mi serve di azzerare il momento resistente applicando, da qualche altra parte (es il mozzo) una forza F'' di intensità opportuna

3- non stavo pensando al mozzo in quanto vincolo

scusa, ma quale disegnino?

 

[bigno72]

toc toc: ci siete ancora?

Per poco. Tutto chiaro comunque fin'ora! :OK)

 

[alfistavero]

1- ovviamente non uguaglio forze a momenti.
vedi disegnino sotto: la L rovesciata in grasetto è un pezzo di ferro rigido che può ruotare intorno ad A. Per "pareggiare" il momento F'x ho bisogno di una forza il cui modulo sarà pari a F'x/h e che nel disegno è F''. Ovviamente che pareggia non è F'' in quanto tale ma il suo momento F''h, ma mi permetto la licenza poetica

- ora diciamo che il mio A è il centro di istantanea rotazione o il centro dell'area di contatto (uno dei due fa lo stesso, almeno per la mia costruzione), F' è la forza generata da isteresi e strisciamento, la L rovesciata rappresenta, istante per istante (in ogni dt), la ruota come corpo rigido nei punti in cui per ora stiamo considerando si possono applicare forze

2- per cui, considerando la ruota come corpo rigido (avendo già scontato la non rigidità del pneumatico tramite il "calcolo" della F'), dico che per evitare che la ruota rallenti la sua rotazione con andamento dL/dt = F'x (in altre parole: la situazione di equilibrio) mi serve di azzerare il momento resistente applicando, da qualche altra parte (es il mozzo) una forza F'' di intensità opportuna

3- non stavo pensando al mozzo in quanto vincolo

ok. capito.
e dunque?

vuoi mettergli una Xt di trazione nel punto O (centro della ruota)? fa' pure: tanto, non ti crea momento....e la formuletta non cambia... :nod)

 

[alfistavero]

oh, ma non c'è più nessuno?

 

[thranduil]

aspettavamo te :ka)

 

[alfistavero]

ah, ecco!
no, perchè mi stavo preoccupando: credevo vi fosse successo qualcosa!

vabbè, ci vediamo alle 14,30

 

[alfistavero]

ma che ne so di quante gta sono state vendute...
speriamo poche: non vorrei che fossero inflazionate...e che fossero molte le persone intelligenti che capiscono quanto è bella :X)

 

[DriftSK]

ma che minkia ne so di quante gta sono state vendute...
speriamo poche: non vorrei che fossero inflazionate...e che fossero molte le persone intelligenti che capiscono quanto è bella :X)

[OT affettivo mode ON]

C'è stato un periodo in cui il prezzo dell'usato è sceso abbastanza da permettere anche a chi è appassionato ma non eccessivamente in grana di comprarne una; poi il prezzo è sceso ancora e purtroppo alcune sono finite in mano a gente che non ha le idee chiare, ed è partita una generazione di modifiche discutibili (assetti, distanziali, Q2 aftermarket, impianti a gpl).

Ora sembra che le cose inizino a risistemarsi... la cosa buona è che si tratta di una vettura di sostanza più che di apparenza, quindi molti acquirenti "sbagliati" non l'hanno neanche presa in considerazione perché non soddisfava i loro "canoni". Soprattutto vedo una tendenza incoraggiante: sta crescendo il numero di chi ne possiede una e capisce che è qualcosa di speciale.

[fine OT]