Il Telaio - Piancastelli

ALMA MATER STUDIORUM
UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI BOLOGNA
FACOLTA’ DI INGEGNERIA
Corso di Laurea in INGEGNERIA MECCANICA
Studio di massima di un piccolo fuoristrada
basato sulla meccanica di una microvettura
CANDIDATO
Francesco Taglioni
RELATORE
Prof. Ing. Luca Piancastelli
Anno Accademico 2003/2004
Introduzione
?
Assenza sul mercato auto
di un veicolo a trazione integrale 4x4 di piccole dimensioni
e prezzo contenuto
Specifiche costruttive
Obiettivi:
-Progettazione di un veicolo a trazione integrale 4x4 per
fuoristrada impegnativo
-Riduzione dei costi
-Telaio semplice e resistente
-Producibile economicamente in circa 1000 auto/anno
Vincoli
-Rispetto della normativa per l’omologazione:
direttiva CEE-2001/116/CE
Obiettivi
Utilizzo componenti derivati
dalla grande produzione di serie
Riduzione dei
Costi
Assenza di accessori
supplementari
Tecnologie adeguate a
produzione artigianale
Utilizzo componenti
derivazione automobilistica
Progettazione
Telaio
Verifica statica e torsionale
Vincoli
- Rispetto della normativa
per l’omologazione degli
autoveicoli.
- Rispetto normativa euro
4.
- Trazione su quattro
ruote
Specifiche Costruttive
Scelte tecniche
Studio componenti
automobilistici
Studio mercato fuoristrada
Sospensioni
Anteriori: Mc Pherson
Posteriori: Ponte rigido
Sistema frenante
Anteriore: Disco
Posteriore: Tamburo
Gruppo sterzo
Cremagliera
Motore e trasmissione
Motore: Diesel o Benzina - Ant. Trasv. Cambio: manuale a 5 rapporti
Componenti
Sospensione
anteriore
Mc Pherson
Sospensione
posteriore
a balestre
Gruppo sterzo
Il Telaio
Tipologia costruttiva
Componenti
Telaio
Materiale
Tecnologie di giunzione
Il Telaio
“Tipologia costruttiva”
Scocca in acciaio
Vantaggi:
• Buone prestazioni generali
• Costi ridotti per elevati volumi
produttivi
Svantaggi:
Telaio in tubi
Vantaggi:
• Peso contenuto
• Costi ridotti per volumi produttivi
medio-bassi
Svantaggi:
• Peso elevato
• Tecniche specifiche di lavorazione e
assemblaggio
• Costi molto elevati per volumi
produttivi medio-bassi
• Alti costi per volumi produttivi
elevati
Il Telaio
“Componenti-Materiali-Tecnologia di giunzione”
Componenti
Componenti
Laminati a caldo – Sezione: Rettangolare Cava 60x40x2 (mm)
Lamiere piegate e parti in vetroresina
Materiali
Materiali
Laminati:
Lamiere:
30CrMo4
lega AA 5182
Tecnologia
Tecnologia di
di giunzione
giunzione
Saldatura a MIG – Viti autofilettanti (non portanti) per le lamiere di
tamponamento
Il Telaio
“Progetto”
L’Assemblaggio dei Componenti
Analisi Statica del Telaio
Telaio WIRE FRAME
Telaio discretizzato
Analisi Statica del Telaio
σmax = 245.3 MPa
σ amm. = 950/3 = 317 MPa
σmax < σ amm.
Analisi Statica del Telaio
(utilizzo dei tiranti)
σmax = 153 MPa
Verifica della Rigidità Torsionale
Kt = M/ϑ = 149000
= ’2240
Nm
M = F Nm/rad
x L = 2000 x 1.120 K
= Kt/p
= 59600 N/rad
ϑ = Uy1/(L/2) = 0.015 rad
Analisi Economica
Costi generali:
1)
2)
3)
4)
5)
Progettazione
Sperimentazione
Omologazione
Attrezzature per la produzione di telaio e carrozzeria
Gestione degli impianti e dell’energia, stipendi, altre
attrezzature, ecc.
COSTI GENERALI (PROGETTAZIONE, PROTOTIPAZIONE,
PRODUZIONE, GESTIONE GENERALE) PER FUORISTRADA
(Euro) (*)
Progettazione
150000
Sperimentazione e Prototipi
100000
Omologazione
10000
Attrezzature per la produzione di:
telaio
carrozzeria
altro
15000
15000
80000
Manodopera Indiretta
1150000
Benefit per i Dipendenti
420000
Forniture Varie
400000
Manutenzione
480000
Ammortamento
840000
Logistica: trasporto e stoccaggio
450000
Assicurazione
680000
TOTALE
4790000
(*) dal sito www.unrae.it
Analisi economica
Costi unitari
Carrozzeria
1426 euro
Interni
1472 euro
Gruppo sterzo
433 euro
Gruppo ruota
844 euro
Sospensioni
668 euro
4843 euro
Motore e trasmissione
Pneumatici
Telaio
Carrozzeria e serbatoio
Impianto elettrico
Montaggio e manodopera
Fanali anteriori
4801 euro
Prezzo di vendita
Si dividono i costi generali per il numero totale di vetture prodotte:
C.f.u. = 4790000/4000 = 1197.5 EURO.
Si determina il costo di produzione:
1197.5 + 4801 + 968.6 = 6967.1 EURO.
Si determina il prezzo di vendita al pubblico:
6967.1 + 348.3 (utile aziendale, 5%) = 7315.4 EURO.
7315.4 + 1097.3 (utile del concessionario, 15%) = 8412.7 EURO.
8412.7 + 1682.5 (IVA, 20%) = 10095.2 EURO.
PREZZO DI VENDITA AL PUBBLICO: 10095 EURO.
Conclusioni
•Facile manutenzione
• Costi limitati (investimenti per macchinari, acquisto
componenti, ecc.)
•Telaio robusto e compatto
•Semplicità di realizzazione