Laboratorio progettuale di disegno assistito dal calcolatore - A.A. 2009/2010
Progettazione braccetti sospensione di una Formula SAE
Seconda proposta: braccetti AERO
Una seconda alternativa ai braccetti in acciaio che abbiamo voluto proporre è un triangolo denominato AERO per la sua forma affusolata. La principale caratteristica di questo componente è un profilo ellittico sui bordi e circolare all'interno, studiato per avere una maggiore rigidezza flessionale sul piano longitudinale (quello su cui giacciono le forze) e un minore impatto aerodinamico durante il moto della vettura. Inoltre la sua maggiore raffinatezza geometrica ha un impatto positivo sul versante estetico. Il triangolo nel suo complesso è composto dai tre giunti di fissaggio, realizzati in acciaio AISI 1018, nei quali sono integrate le teste a snodo. I braccetti veri e propri sono a sezione cava e realizzati sovrapponendo 12 strati di fibra di carbonio.
Render del braccetto AERO
Anche la verifica dei braccetti AERO è stata effettuata in ambiente ABAQUS, definendo 12 strati di materiale con le proprietà del singolo foglio di carbonio per simulare correttamente lo spessore e le caratteristiche del materiale. I braccetti sono stati caricati assialmente come nelle precedenti analisi, e vincolati ad un estremo. Le valutazioni su forze e spostamenti sono state eseguite sul singolo braccetto AERO, sul braccetto unito ad un giunto in acciaio e sono stati verificati singolarmente anche i giunti al telaio.
Stato di sforzo nella zona vicina al giunto in acciaio
Dai risultati delle analisi la sezione maggiormente sollecitata risulta essere la linguetta interna del giunto, dove avviene l'incollaggio con il braccetto. Il valore di sforzo massimo in quel punto risulta essere circa 170 MPa, mentre sul corpo del braccetto in fibra i valori di stress sono costantemente compresi tra i 40 e i 70 MPa circa, quindi assolutamente verificati se paragonati ai limiti presenti nella tabella del materiale.
Deformazione massima amplificata per il braccetto con estremo libero
La valutazione della freccia massima per i braccetti AERO restituisce un valore, nel caso di braccetto vincolato al giunto e caricato assialmente sull'estremo libero, pari a 0,8 mm. Analogamente al caso dei braccetti circolari in carbonio, questo valore è riferito ad una configurazione a "trave incastrata": ciò significa che lo spostamento osservato in questo caso è sicuramente maggiore di quello che si osserverebbe sul triangolo completo, decisamente più rigido.