Raccolta casi Working Model, visualNastran & SimWise - Impianto a fune
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SIMULAZIONE DI UN IMPIANTO A FUNE AD AGGANCIAMENTO AUTOMATICO
- Davide Capraro, studente del Prof.
Mauro Da Lio all'Università di Trento ha sviluppato con il Working Model 2D lo studio seguente del sistema di impianto a fune ad agganciamento automatico.
Ulteriori dettagli di questa esercitazione didattica del corso di meccanica applicata alle macchine nel sito dell'Università di Trento, facoltà di ingegneria.
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In questo studio si analizzano le fasi di accelerazione e di frenata di emergenza di un veicolo di un impianto a fune ad agganciamento automatico, allo scopo di determinare le oscillazioni che si producono e gli eventuali rischi per il passeggero (per esempio in caso di malfunzionamento del dispositivo di frenata).
1. Accelerazione.
Il veicolo arriva dalla ruota di stazionamento (a sinistra in figura) con velocità molto bassa e deve essere portato alla velocitàdella fune, prima che possa essere agganciato alla stessa.
Si è ipotizzato che l'accelerazione sia ottenuta grazie ad un treno di ruote (vedi figura) mosse a velocità progressivamente crescente. La velocità assegnata alle singole ruote è stata determinata assumendo di realizzare una legge del moto con continuità nella accelerazione che raccordi la velocità iniziale con con quella finale (un polinomio di grado 3 nella velocitè).
Assumendo l'accelerazione massima pari a 1.2 m/s2, ed il numero di ruote (5) si è calcolata la velocità di ciascuna, che risulta crescente come si può osservare in figura. Le ruote la propria velocità al veicolo per attrito (a tale scopo sono previste delle contro-ruote, folli, che consentono di regolare la forza di compressione).
Si immagina che le ruote siano mosse in cascata, con riduttori ad ingranaggi il cui rappporto di trasmissione si può calcolare conoscendo le veloctà che si dveno realizzare per ciascuna ruota.
Come si può osservare nella animazione si realizza un passaggio graduale dalla velocità iniziale a quella finale di 3.2 m/s con una oscillazione massima della cabina che è contenuta 0.2 rad (11°). Da notare che alla fine della fase di accelerazione il veicolo resta dotato di un moto oscillatorio di ampiezza inferiore a 0.1 rad.
2. Frenata di emergenza.
La frenata di emergenza interviene nel caso in cui alla fine della fase di accelerazione fallisca, per un motivo qualsiasi, l'aggancio con la fune.
In questo caso un sistema di ruote analogo al precedente provvede al rallentamento, però con una decelerazione pari al doppio di quella usata per l'accelerazione. Come si vede l'oscillazione durante la frenata resta comunque contenuta (anche perché interviene in un momento in cui il veicolo, per le oscillazioni seguenti alla accelerazione, tenderebbe ad andare dalla parte opposta).
Sono state fatte altre simulazioni immaginando un malfunzionamento del dispositivo e si è visto che, ne caso di totale assenza della frenatura, si ha la caduta del passeggero al momento dell'urto del veicolo con il fine corsa (a prescindere dal dispositivo di ritenuta).
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