CHASSIS – FR-15T

[cml_media_alt id='2146']Assieme[/cml_media_alt]Il telaio della FR-15T è un traliccio in tubi di acciaio AISI 4130 (25 CrMo4) tagliati con taglio laser 2D, piegati con piegatura CNC e successivamente saldati con saldatura di tipo TIG. Quest’ultima garantisce un’ottima qualità delle giunzioni. Il tutto è stato assemblato usando opportune maschere di saldatura e con un banco di riscontro per poter ottenere un’elevata precisione in termini di posizionamento degl’attacchi delle sospensioni.

Gli obiettivi di progetto erano quelli di garantire un’ottima ergonomia per il pilota, un’elevata rigidezza locale dei punti di attacco delle sospensioni così da non introdurre cedevolezze che avrebbero alterato il comportamento della vettura dato dalla cinematica delle sospensioni, ed infine avere un’elevata rigidezza torsionale.

 [cml_media_alt id='2141']IMG-20150401-WA0013[/cml_media_alt][cml_media_alt id='2142']IMG-20150401-WA0020[/cml_media_alt]

Il progetto del telaio è consistito di tre fasi principali: la definizione della geometria, la preparazione del modello tridimensionale e la fase di analisi FEM.

[cml_media_alt id='2145']20150327_150921[/cml_media_alt]Nella prima fase si è partiti con la realizzazione di un banco con cui è stato possibile misurare lo spazio necessario per il pilota, la posizione di guida migliore ed il posizionamento dei vari comandi come sterzo, pedaliera e cambio. Per quanto riguarda la scelta della posizione del pilota sono state prese le opinioni di tutti i componenti del team ed è stata quindi scelta la posizione più adatta. Dopodichè si è partiti
con la realizzazione di un wireframe del telaio, cercando di far coincidere i punti di attacco delle sospensioni con punti ben triangolati, proprio per rendere questi punti molto rigidi e non introdurre cedevolezze. Una volta definito anche il layout della vettura in termini di installazione dei componenti sul telaio, è stata quindi completata la geometria di base. Quest’ultimo passo è stato fatto cercando di mantenere il baricentro del sistema il più basso possibile e bilanciando il tensore d’inerzia della vettura.

La fase successiva è stata quella di realizzare il vero e proprio modello tridimensionale, in cui tutti i tubi sono stati disegnati in modo da poter essere tagliati con taglio laser 2D. Durante questa fase, sono state fatte alcune modifiche alla geometria facendo molta attenzione ai vari componenti installati, e cercando creare dei profili sui quali fosse possibile creare dei cordoni di saldatura nel minor numero di passaggi. Infine sono state disegnate le maschere di saldature, realizzate di taglio ad acqua e successive lavorazioni dal pieno.

[cml_media_alt id='2143']Local Stiffness[/cml_media_alt]L’ultima fase è stata quella di analisi. In questa fase è stata valutata la rigidezza locale dei vari punti di attacco delle sospensioni mediante un modello bidimensionale FEM con l’uso di elementi shell. In queste simulazioni è stato possibile caratterizzare la rigidezza dei vari punti considerando solamente condizioni statiche. Benchè queste condizioni non rappresentino le vere e sole condizioni di lavoro, queste analisi hanno permesso di valutare quali fossero i punti più deboli in modo da rinforzare quest’ultimi con dei fazzoletti. Inoltre queste analisi potranno essere usate per la progettazione di futuri telai come valore di paragone. Infine è stata valutata la rigidezza torsionale del telaio ed in particolare la sua efficienza strutturale. Per valutare questa sono state fatte analisi FEM di tipo monodimensionale mediante analisi free-free con la quale si è ricavata la prima frequenza propria torsionale del sistema. Conoscendo poi il tensore d’inerzia del telaio si è ricavata la rigidezza torsionale. Mediante questa simulazione è stato possibile valutare anche il disaccoppiamento tra frequenza di risonanza del telaio e la frequenza a rollio della vettura.

 [cml_media_alt id='2144']Tosionale[/cml_media_alt] [cml_media_alt id='2147']DSC_0010_01[/cml_media_alt]

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FRT @Varano 2015 – Prima Parte

Il team è ormai tornato da una settimana dall’evento di Formula SAE italiano, a Varano De’ Melegari, svoltosi al circuito Riccardo Paletti.

La soddisfazione è tanta e l’umore è molto alto grazie al posizionamento al 7° posto nell’overall (3° team italiano) della categoria motori a combustione!!![cml_media_alt id='2022']Varano 2015 (17)[/cml_media_alt]

[cml_media_alt id='2034']foto[/cml_media_alt]Il team ha inoltre vinto il premio speciale indetto da Lamborghini “Best Use of Active Chassis Systems“, grazie al suo fiore all’occhiello: un differenziale semi-attivo (S.A.D.) progettato interamente dal team e realizzato grazie al supporto di Bacci Trasmissioni Meccaniche.

I sacrifici fatti ed il tempo speso sono stati ripagati da 5 giorni pieni di passione, adrenalina, paura, gioie e dolori, in un mix esplosivo che difficilmente verrà dimenticato e che sicuramente ha lasciato un segno in ognuno di noi.

L’esperienza è iniziata con una buona dose di ottimismo e di fiducia, consci di aver fatto un buon lavoro e di aver dato il 100% durante tutto il percorso di progettazione e realizzazione; sono state superate infatti agilmente la technical inspection ed il tilt test, entrambi al primo tentativo, senza dover apportare alcuna modifica. C’è stato un piccolo intoppo con il noise test, ma grazie all’uso del DB-killer,  il team ha superato anche questa prova e ha successivamente superato brillantemente l’ultimo test che lo separava dalle prove dinamiche, ovvero il brake test.

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Sono stati poi effettuati un paio di turni all’interno della practice area, sia per far riprendere un po’ la mano ai piloti sia per cercare di trovare il miglior assetto per le gare dei giorni successivi.

[cml_media_alt id='2058']Varano 2015 (8)[/cml_media_alt]Nel frattempo si sono svolti gli eventi statici: il primo ad affrontare i giudici è stato Amedeo Tesi, il quale ha presentato il cost report, redatto da tutti i team members, a una giuria; i giudici sono usciti visibilmente contenti dal box, valutando positivamente il lavoro fatto dal team e da Amedeo, suggerendo alla fine la sua iscrizione come giudice per tale evento per i prossimi anni, vista la passione, l’impegno e la precisione con cui ha affrontato l’impaginazione e la redazione di più di 500 pagine!!! Purtroppo a causa di piccoli dettagli non siamo riusciti a entrare nei top 3, ma sicuramente l’anno prossimo prenderemo spunto dai consigli forniti, per essere sempre più competitivi.

[cml_media_alt id='2006']Varano 2015 (1)[/cml_media_alt]

E’ stato poi il turno dei responsabili dei sottoassiemi della vettura, che hanno presentato a una giuria internazionale composta da 5 persone tutto il lavoro che c’è stato dietro alla macchina, esponendo in inglese davanti alla vettura le particolarità ed i punti di forza di ogni assieme e componente, con particolare attenzione ai cavalli di battaglia:il differenziale a slittamento limitato ed il motore monocilindrico turbocompresso. Anche in questo caso piccoli dettagli non ci hanno permesso di partecipare all’esposizione finale per decretare le prime tre posizioni e quindi il vincitore di tale evento per pochi punti; tutto il team è uscito comunque soddisfatto ed orgoglioso del fatto che una vettura al primo anno di vita sia piaciuta ai giudici, i quali ne hanno visto inoltre le potenzialità.

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In contemporanea i due businessmen Lorenzo Tarchi e Francesco Gucciarelli hanno esposto la business presentation, in inglese, davanti a una giuria che ha valutato la strategia di marketing e i vari aspetti commerciali della nostra vettura, con il supporto di una presentazione in power point.

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Vediamo quindi un po’ di numeri degli eventi statici:

  • Cost Event: 5°
  • Presentation Event: 25°
  • Design Event: 5°

Posizione finale eventi statici: 5°

 

Appuntamento a settimana prossima per gli eventi dinamici!!!

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Steering System

[cml_media_alt id='1925']3378db8c678eae78255dd7e1a00c85f5[/cml_media_alt]Questo modello del sistema di sterzo progettato per la nuova vettura del FRT è stato realizzato cercando di minimizzare costi e peso, trovando il giusto equilibrio tra prestazioni, dimensioni ed ergonomia. A tale scopo è stato utilizzato un sistema a doppio giunto cardanico, per assicurare un moto omocinetico e per ottenere una corretta inclinazione tra il volante e la cremagliera; inoltre un piantone dello sterzo collassabile garantisce una maggiore sicurezza del pilota in caso di incidente.

[cml_media_alt id='1924']069a4bafbad8b286e08ea536fa01e39d[/cml_media_alt]La corretta posizione dell’asse di sterzo è stata ottenuta attraverso prove sperimentali condotte dal resposabile del sistema di sterzo Lamberto Morrocchi. Tali prove hanno riguardato tutti i membri del team, utilizzando un muletto avente le stesse dimensioni della vettura. In questo modo è stato possibile stabilire l’altezza del volante, l’inclinazione e la distanza dal cruscotto, restando all’interno dei limiti dettati dal regolamento. Tali parametri sono risultati utili anche per lo sviluppo di altri assiemi quali telaio, sedile e pedaliera, che permetteranno alla maggior parte dei componenti del team una guida confortevole.

Il regolamento di quest’anno impone un sistema [cml_media_alt id='1923']47f5ce73af6af664fd89808c7e79a586[/cml_media_alt]con le sole ruote anteriori sterzanti, lasciando la libertà di scegliere il miglior metodo per ottenere tale caratteristica. La posizione della cremagliera è stata ottenuta attraverso un intenso studio che ha visto protagonisti anche i progettisti di telaio e sospensioni per avere il giusto compromesso tra i vari assiemi, arrivando alla conclusione che la migliore soluzione consisteva nel posizionamento della cremagliera avanzata rispetto all’asse anteriore delle ruote. Sono state valutate anche altre soluzioni, compreso un sistema con cremagliera arretrata, ipotesi subito scartata in quanto avrebbe portato all’uso di soluzioni più complesse, costose e onerose in termini di peso.

[cml_media_alt id='1926']cf094aa83dcd69d9af8f704d7c2c8187[/cml_media_alt]

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Il rapporto di trasmissione tra pignone e cremagliera è progettato per avere la totale uscita della cremagliera con un singolo giro del pignone, in modo da avere una buon controllo della sterzata potendo inoltre mantenere entrambe le mani sul volante.

Tutti i componenti sono stati realizzati ed in settimana verranno montati sulla vettura, in modo da verificarne il funzionamento.

Ringraziamo:

  • Bacci Trasmissioni Meccaniche, azienda di Tavarnelle Val di Pesa (FI); realizza da decenni prodotti per la trasmissione di vetture da competizione, con particolare attenzione per le competizioni a cui prendono parte vetture turismo, prototipo e formula
  • Histrix, azienda di Pelago (FI); realizza esclusivamente su richiesta specifica del cliente e su disegno, componenti meccanici di precisione per le più importanti aziende del settore motociclistico e per i più prestigiosi team da corsa
  • Th3 Utensili

per i componenti e l’aiuto fornitoci.

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Braking System

L’impianto frenante sta pian piano prendendo forma. Esso è diviso in due impianti, uno per l’asse anteriore e uno per quello posteriore, così come richiesto da regolamento. Questa configurazione permette di mantenere la massima sicurezza anche in caso di guasto o di perdita nell’impianto; ciò è particolarmente importante poichè i piloti devono essere degli studenti.

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[cml_media_alt id='1889']modena (28)[/cml_media_alt]

Ogni impianto quindi ha una propria pompa, ma entrambe hanno il pompante dello stesso diametro. Le pinze sono tutte e quattro uguali, con attacco radiale e 4 pistoncini contrapposti. Esse sono realizzate in alluminio fuso, per ottenere un ottimo rapporto rigidezza/peso che permette di avere ottime prestazioni e una frenata precisa nonostante la massa ridotta.

I pistoncini invece sono realizzati in resina fenolica, pieni, per permettere dei tempi di risposta ridotti mantenendo comunque la rigidezza necessaria, nonostante la pressione dell’impianto raggiunga qualche decina di bar. Le pastiglie utilizzate sono realizzate in mescola sinterizzata, più performante delle pastiglie in mescola organica.

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Quest’anno i dischi freno, flottanti, sono stati disegnati dalla responsabile dei gruppi Ilaria Tanini, con una geometria differente per i due impianti; entrambi hanno lo stesso spessore ma un diametro differente, maggiore per l’impianto anteriore, in modo da poter sfruttare al meglio il trasferimento di carico durante la frenata e l’attrito fra i pneumatici e la strada. Durante la progettazione si è voluto inserire la funzione di ruota fonica direttamente nei dischi freno, in modo da ridurre il peso delle masse non sospese e inserire una soluzione innovativa ed inusuale all’interno della vettura, visto che uno dei principali obiettivi del team è la ricerca di nuove soluzioni e funzionalità della vettura.

[cml_media_alt id='1892']modena (47)[/cml_media_alt]

Il responsabile dell’impianto frenante, Riccardo Del Carria, ha progettato l’intero impianto in modo da ottenere la giusta ripartizione della frenata ed una sensibilità di frenata tale da no affaticare il pilota durante la fase di frenatura, mantenendo una corretta modulabilità del pedale. Tali accorgimenti rendono la decelerazione più precisa e confortevole. In ogni caso sono state inserite sia la Balance Bar sulle pompe freno sia la valvola proporzionale sull’impianto posteriore in modo da poter variare la ripartizione della frenata, sia in base al pilota e alle sue preferenze, sia per calibrare e settare correttamente tutto il sistema.

[cml_media_alt id='1893']modena (55)[/cml_media_alt]

Non vediamo l’ora di installare tutti i componenti ed i tubi in macchina ed andare a testare l’impianto durante le giornate dei test!!!

Ringraziamo:

  • Formula Italy per le pinze freno e le pastiglie, azienda con sede a Prato (FI) che progetta e costruisce pinze, dischi freno, sospensioni, ruote, sospensioni per MTB e motociclette.
  • Gieffe Racing per i tubi e i vari raccordi
  • ITAparts per i dischi freno

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TestDay @ Mugello 2711RR

 

[cml_media_alt id='1754']Test al Mugello 17-11-2014 (35)[/cml_media_alt] [cml_media_alt id='1760']mugello_instagram[/cml_media_alt]

Mentre la fase di progettazione della nuova macchina sta andando avanti avvicinandosi sempre più alla fine, il Firenze Race Team è stato ospite del circuito del Mugello per 3 giorni, per testare la 2711RR e vedere il comportamento del nuovo differenziale semi-attivo a slittamento limitato.

[cml_media_alt id='1757']Test Mugello - Daniele Gatti (9)[/cml_media_alt]

 

Per molti membri del FRT è stata la prima volta in cui hanno visto la vettura accendersi e girare, con grande emozione e coinvolgimento!

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Arrivare in officina, lavorare sulla macchina e risolvere i problemi tutti insieme non ha fatto altro che aumentare la nostra voglia e aumentare gli stimoli per la progettazione e realizzazione della vettura per il 2015, con cui il FRT parteciperà all’evento italiano di Formula SAE a Varano, che ricordiamo essere dall’11 al 14 Settembre 2015.

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[cml_media_alt id='1755']Test al Mugello 17-11-2014 (38)[/cml_media_alt]
[cml_media_alt id='1749']Test al Mugello 17-11-2014 (25)[/cml_media_alt]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E’ stato possibile realizzare un video che riassume le giornate passate al circuito, buona visione!!!

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