APPLICAZIONE: vibrazioni di un autoveicolo in moto

La Polimotor, multinazionale di grande prestigio, sta per lanciare sul mercato la TeSi, ultima sua creazione in campo automobilistico (Fig.1). Per questo la Polimotor ha incaricato la tua società di effettuare uno studio sulle vibrazioni indotte sulla TeSi dalle irregolarità del profilo stradale.
Fig. 1: La TeSi, ultimo modello della Polimotor

I dati di cui disponi sono i seguenti: la massa m1 degli assi (comprendente anche quella dei cerchi) e la massa m2 della cassa (i pneumatici hanno massa trascurabile). La TeSi viene considerata a pieno carico quando porta 4 passeggeri di 70 kg l'uno. Inoltre, il diametro dei pneumatici è pari a D, mentre l'estensione a riposo delle molle che connettono cassa e assi è L2 e quella delle molle dei sedili è L3. Infine, i risultati di alcune prove statiche e dinamiche effettuate in laboratorio sui pneumatici, sul sistema molle-smorzatori e sui sedili sono riportati qui di seguito.
 

PROVA STATICA PROVA DINAMICA
PNEUMATICI quota degli assi rispetto al terreno con automobile vuota = 
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MOLLE-SMORZATORI quota della cassa (senza passeggeri) rispetto agli assi =  frequenza di oscillazione della cassa senza passeggeri rilevata ad assi bloccati = 
SEDILI quota dei cuscini rispetto alla cassa con passeggeri di 70 kg =  frequenza di oscillazione dei passeggeri (di 70 kg) rilevata a cassa bloccata  = 

Le domande cui devi rispondere sono le seguenti:

  1. Qual' è la frequenza f* di sollecitazione trasmessa dal profilo stradale che dà luogo alla massima vibrazione della cassa della TeSi a pieno carico?
  2. Se la strada è lastricata con pavè di lunghezza L e l'automobile viaggia a pieno carico alla velocità v, in che rapporto stanno le ampiezze dell'armonica fondamentale e della seconda e terza armonica delle vibrazioni dei passeggeri rispetto alla cassa?
DATI:
m1=130[kg] m2=970[kg]  D=60[cm]
L2=20[cm]  L3=10[cm]  = 28.6[cm]
=43.6[cm]  =6[cm] =1.90[Hz]
=1.70[Hz]  L=30[cm] v=15[km/h]
soluzione