Analisi FEM strutturali di componenti automotive mediante Ansys Workbench

L'obiettivo dello studio è l'esecuzione delle verifiche strutturali su alcuni componenti nell'ambito automotive, in particolare in questa sede si tratterà della Formula SAE, che è una competizione di progettazione studentesca che coinvolge i dipartimenti di ingegneria delle università di tutto il mondo, organizzata da SAE International (precedentemente nota come Society of Automotive Engineers, SAE). Le analisi sono svolte mediante l'utilizzo del software Ansys Workbench, in particolare della sua sezione Mechanical, che sfrutta la teoria degli elementi finiti (FEM). I vari capitoli della relazione comprendono: • Una introduzione all’analisi degli elementi finiti, dove sono state riportate le basi del metodo; • Un esempio dell’applicazione del FEM a una piastra forata, alla quale viene eseguita una verifica strutturale; • l'analisi a fatica dei bracci che compongono una sospensione, i quali hanno la funzione di collegare il telaio di un’automobile alle ruote e trasmettere i carichi ciclici subiti da essa al suolo; • l'analisi a fatica di un mozzo, che permette alla ruota di girare e muoversi liberamente, e serve a consentire il collegamento tra la ruota e il corpo vettura. Anch’esso quindi subisce carichi ciclici; • l'analisi termo-strutturale di un freno a disco, il quale permette all’automobile di rallentare o arrestare la sua corsa. Il freno a disco è un tipo di freno meccanico che sfrutta la forza d’attrito radente tra due superfici per generare l’azione frenante. Durante questa, i freni si riscaldano e questo fenomeno può compromettere la loro integrità strutturale, e nel peggiore dei casi portare alla loro rottura; • l'analisi statica di un montante delle sospensioni, il quale permette la giunzione tra il mozzo della ruota con la sospensione e il corpo vettura. Essi devono sopportare varie sollecitazioni, quindi devono garantire una certa stabilità e resistenza.