Il processo di dimensionamento del pedale ha tenuto conto dei vincoli imposti dalla resistenza strutturale e dei vincoli di funzionamento. Il massimo carico applicabile sul pedale non può essere indicato univocamente attraverso un numero poiché le variabili in gioco sono molteplici e tutte indipendenti tra loro. Solo per riportare due esempi, si può far riferimento alle forze d’inerzia che sono funzione della massa del conducente o alle circostanze legate ad una frenata di emergenza, ben diversa da quella normale. Tenendo ben presente queste premesse abbiamo scelto un carico massimo applicabile di circa 1200N per effettuare le successive analisi Fem del componente.

Una corretta scelta dei vincoli è il passo fondamentale per poter effettuare una analisi corretta che rispecchi la realtà e che permetta di trarre conclusioni concrete sulla lavoro di progettazione. Analizzando il funzionamento del componente, si evince che esso è vincolato in due punti: ha un vincolo sulla sede della boccola, in cui l’unico grado di libertà è quello della rotazione attorno al proprio asse; l’altro vincolo invece è posto sul foro che ospita il perno di fissaggio dell’attuatore idraulico. In questo caso l’unico grado di libertà che risulterà bloccato è la traslazione lungo l’asse dell’attuatore.

Posti i vincoli si prosegue applicando il carico sulla N e l’altra lungo la direzione z di -900 N.

Si va ora ad impostare i parametri della mesh e si scelgono gli elementi finiti lagrangiani di tipo lineare con una dimensione massima di 8 mm.

Analisi dei risultati

Sforzi: dall’analisi degli sforzi, effettuata secondo il modello di Von Mises, si evince uno sforzo massimo di 65 MPa concentrato nel punto di massima curvatura della faccia rivolta verso il piantone dello sterzo.

Analizzando nel complesso il comportamento del componente sotto carico si può evidenziare un’ottima distribuzione degli sforzi sulle superfici e l’assenza di picchi localizzati.

Deformazioni: il massimo valore di deformazione si ha sull’estremità inferiore del componente, con un valore di freccia rilevato di circa 9 mm.

Abbiamo prestato particolare attenzione al valore di freccia nella zona su si fissa l’attuatore, poiché un valore eccessivo ne potrebbe condizionare il corretto funzionamento. Grazie alla scelta di adottare una struttura portante a forma di “C”, sapientemente nervata nei punti nevralgici, siamo riusciti a contenere il valore di deformazione in modo tale che il modulo di analisi del programma lo valuti quasi nullo.

Sforzi: lo sforzo che si presenta sul pedale interno è leggermente superiore al caso precedente, e pari a circa 84 MPa.

Deformazioni: i valori della deformazione sono pressoché identici al caso precedente.

In base alla limitata potenza di calcolo a noi disponibile, che ci ha permesso una analisi fem approssimativa , possiamo ritenerci soddisfatti del lavoro fatto e dei risultati raggiunti. Noto il range del carico di rottura del nostro materiale, gli sforzi ottenuti restano ben al di sotto della soglia limite e sono del tutto conformi alla teoria di costruzioni di macchine se si stima lo sforzo limite con un fattore di sicurezza , che poniamo pari a due.

Inoltre la scelta di focalizzare lo studio di progettazione sulla deformazione del componente, tallone d’Achille dei polimeri a causa del contenutissimo valore del modulo di Young , ha permesso di ottenere un limitatissimo valore di freccia.