Università degli Studi di Roma "Tor Vergata"

Corso di Laurea e Dipartimento di Ingegneria Meccanica

 
 

Ultimi

Archivio

Autori

Mappa del Sito

English Home Page

Spanish Home Page


Home Page

Archivio Home Page

Ricerca

Karting

Didattica

Collaborazioni

Dicono di noi

Comunicati Stampa

Wallpapers

Contatti

Pubblicazioni

Gli Strumenti del Race Engineering

Associazioni

Canali Televisivi

Federazioni

Persone

Riviste

Tecnologie

Università e Ricerca

Suggest a link


0

Valutazione della posizione e del movimento del pilota sul moto del kart


TVK Ricerca Interazione Pilota-Kart


Lo studio dell'interazione pilota-kart riveste un aspetto molto importante nell'analisi completa della dinamica di un kart. Il lavoro proposto nasce dall'unione di due discipline diverse, la simulazione del moto del corpo umano e lo studio del moto del kart, al fine di affinare il grado di precisione nella simulazione virtuale di ciò che succede guidando un kart in pista.

Il kart è un veicolo da competizione in grado di permettere l’apprendimento di una buona tecnica di guida a fronte di un lay-out costruttivo veramente essenziale. Ciò che rende la sua guida diversa da quella di qualunque altro veicolo da corsa si ricollega inevitabilmente a questa semplicità tecnica. Difatti la totale assenza di sospensioni e di differenziale, prescritta da un regolamento che da sempre spinge verso il contenimento dei costi a beneficio della facilità di accesso a queste competizioni, richiede l'abilità sia del progettista che del pilota. Il primo deve cercare di valutare correttamente l'influenza della rigidezza del telaio sul comportamento in pista, cercando la soluzione di miglior compromesso per la combinazione telaio-pilota-pista. Dal canto suo il pilota deve essere in grado di interpretare il mezzo a sua disposizione e di combinarne le sue caratteristiche con il giusto assetto e con uno stile di guida che è unico nel suo genere.
A queste considerazioni di natura tecnico-regolamentare ne va aggiunta una, per così dire, più intuitiva. Un kart completo di motore, pieno di carburante, freni e accessori vari raggiunge un peso di circa 70 kg, più o meno il 50% del peso totale quando il pilota è a bordo. Va da sé che la ripartizione dei carichi verticali sulle ruote è fortemente influenzata dal posizionamento del pilota a bordo durante la guida.
Visto che sia le forze laterali che sviluppano i pneumatici durante la percorrenza di una curva, sia le forze di trazione/frenatura dipendono dai pesi agenti sulle quattro ruote, si capisce che anche il solo peso del pilota influenza la guida in pista e quindi il tempo sul giro.
Studiare il moto del kart negli ambienti "virtuali" propri della progettazione meccanica impone la valutazione di questo tipo di effetti per raggiungere risultati veramente affidabili. Il lavoro di cui si parlerà tra poco è nato proprio dall'intenzione di fondere competenze specifiche in due discipline diverse (la simulazione del moto del corpo umano e lo studio del moto del kart in pista) al fine di affinare il grado di precisione nella ricostruzione virtuale di ciò che succede guidando un kart in pista.
I modelli di simulazione cui si fa riferimento sono mostrati nelle figura seguente, dove è mostrano il modello di manichino utilizzato per simulare il pilota.


Figura 1: il manichino virtuale


Si tratta di un insieme di corpi rappresentativi dei vari segmenti corporei, connessi attraverso vincoli che simulano le articolazioni, in modo da consentire al manichino solo movimenti realmente attuabili. La figura 1 mostra il grado di dettaglio riservato alla ricostruzione delle articolazioni delle mani. Per quanto riguarda il modello del kart esso è stato realizzato disponendo tutti gli elementi costitutivi del telaio nella posizione corretta, in modo da simulare la reale distribuzione dei pesi. E' stato inoltre inserito il cinematismo di sterzo comprensivo degli angoli di inclinazione del fusello ed un modello di forze laterali dipendenti dall'angolo di deriva.


Figura 2: il modello di kart


La figura 3 mostra il modello completo ottenuto posizionando il manichino sul kart. I segmenti corporei dai piedi al bacino sono collegati direttamente al kart e quindi considerati fermi. Le mani sono state poste sul volante in modo da realizzare la presa dello stesso: ne risulta che durante la sterzata tutta la catena cinematica dalle ruote alle spalle del pilota si muove in modo perfettamente aderente alla realtà.


Figura 3: il modello completo kart+manichino


Il modello completo è stato utilizzato per simulare la percorrenza di una curva in pista. Al kart è stato imposto di procedere variando la velocità in modo da avere una frenata, un inserimento in rilascio ed una successiva accelerata nella fase di riallineamento dello sterzo. Tale manovra è stata fatta eseguire al kart virtuale in due differenti modalità. Dapprima il pilota è stato considerato, a parte gli arti superiori, coinvolti nella sterzata, fermo nella sua postura. Successivamente, agendo sul vincolo presente tra bacino e busto, gli è stato imposto di sbilanciarsi verso l’esterno della curva (vedi figura 4).


Figura 4: il movimento del pilota


La simulazione effettuata è visibile nei filmati allegati.
Il risultato di questo trasferimento di carico è una diversa distribuzione dei pesi sulle quattro ruote, peraltro favorevole all'innalzamento della ruota posteriore esterna ed un conseguente allargamento della traiettoria. La figura 5 mostra appunto la traiettoria percorsa e l'ultimo tratto è mostrato ingrandito nel grafico di destra.


Figura 5: la traiettoria nella manovra simulata (linea rossa-pilota fermo, linea nera-pilota mobile)


Concludendo è stato mostrato come sia possibile, attraverso strumenti di simulazione virtuale, apprezzare l'influenza nella guida in pista della posizione e dell'eventuale movimento del pilota di kart. Lo strumento utilizzato può quindi essere d'ausilio nel determinare il miglior comportamento, in termini di postura e movimento, da parte del pilota, oppure, una volta ricostruito un particolare movimento del pilota, di scegliere il telaio o l'assetto tali da dare la prestazione migliore.

Per informazioni più dettagliate si rimanda alla sezione Pubblicazioni, dove è presente un articolo interamente dedicato all'argomento, pubblicato al XXXI Convegno Nazionale dell'Associazione Italiana per l'Analisi delle Sollecitazioni (AIAS).

Files allegati

CURVA_BUSTO.zip
Filmato 1
CURVA_BUSTO_EST.zip
Filmato 2




Hai dimenticato la tua password?



Vuoi essere informato sugli aggiornamenti del sito? Registrati



TVK ©2002-2003 Università degli Studi di Roma "Tor Vergata"
E' vietata la riproduzione non autorizzata dei contenuti del sito.

Sito progettato e realizzato per una risoluzione minima 800x600
Per segnalazioni, rivolgersi al webmaster
Realizzazione 2002