Analisi e simulazione di un crash test di un veicolo ad energia solare in CFRP

Lo scopo di questa tesi è quello di sviluppare un ambiente di simulazione che consenta di realizzare, mediante software di calcolo ad elementi finiti, alcuni crash test del veicolo ad energia solare Emilia 5. Il telaio della vettura è costruito interamente in CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic), materiale il cui comportamento meccanico anisotropo rappresenta una caratteristica determinante nell’esito di un impatto del mezzo con un altro corpo, pertanto occorrerà implementarlo nell’impostazione del problema. Il calcolo esplicito di fenomeni dinamici non lineari come un crash test rappresenta un problema già impegnativo di per sé, i materiali compositi aggiungono ulteriori complessità che rendono il calcolo ancor più oneroso dal punto di vista computazionale. La sfida più grande di questo elaborato è, infatti, quella di selezionare un insieme di metodiche che consentano di svolgere le simulazioni in poche ore con un PC Desktop dotato di un processore di fascia media da 8 Cores ed una frequenza massima di funzionamento pari a 5.8GHz. I crash tests hanno come principale obbiettivo quello di permettere di valutare l’idoneità del veicolo a partecipare alla competizione Bridgestone World Solar Challenge e, in secondo luogo, di analizzare la capacità del telaio di resistere a prove d’urto simili a quelle di omologazione dei veicoli stradali in Europa e a quelle svolte da enti indipendenti come l’EuroNCAP. Verranno inoltre valutati, con le dovute approssimazioni, i possibili danni subiti dal conducente, rappresentato da un dummy. Da ultimo, si propone un primo approccio verso una possibile ottimizzazione di un componente del telaio: la crash box anteriore, adibita all’assorbimento degli urti a bassa velocità. Quindi si comparerà l’efficacia del componente originale, costituita da lamine piane con struttura a sandwich (tessuti di carbonio e foam), con una soluzione creata con lamine corrugate composte da soli tessuti in carbonio.