L’analisi multibody consente di studiare, da un punto di vista cinematico e dinamico, corpi rigidi connessi tra loro da coppie cinematiche di vario genere. L’analisi cinematica si avvale del metodo delle equazioni di vincolo, mentre per quella dinamica esistono particolari tecniche risolutive.

Nell’ambito di questo lavoro si è svolta l’analisi cinematica e dinamica di un meccanismo piano, ovvero un quadrilatero articolato; è proprio a tale meccanismo, infatti, che può essere ricondotto un sistema composto da retroescavatore, sollevatore posteriore e braccio regolabile. Il retroescavatore non è altro che una macchina che consente la realizzazione di scavi; generalmente esso viene collegato ad un trattore mediante il sollevatore posteriore e sarà proprio il trattore a fornire la coppia necessaria al funzionamento.

L’asta movente $A_0A$ rappresenta il braccio inferiore del sollevatore; il retroescavatore, invece, è rappresentato dalla biella del quadrilatero $AB$. Il sistema si completa con il braccio regolabile, rappresentato dall’asta cedente del quadrilatero $B_0B$. Grazie alla potenza ricevuta, il sollevatore, durante il suo funzionamento, determina un innalzamento di tutto il quadrilatero e, quindi, anche del retroescavatore. Se tale movimento non viene studiato in maniera accurata, gli operatori possono incorrere in incidenti gravi, specie se il trattore non è dotato di cabina protettiva.

Si è partiti dall’analisi cinematica, impostando un sistema di equazioni trascendentali risolto grazie al solutore fsolve implementato in Matlab. Successivamente si è potuta calcolare la coppia necessaria al soddisfacimento del vincolo di moto imposto; questa coppia è risultata piuttosto elevata e ciò ha provocato alcuni problemi nell’applicazione del metodo delle differenze finite relativo all’analisi dinamica diretta.Successivamente è stato implementato un metodo di integrazione più avanzato mediante la funzione ODE45: in questo caso si sono ottenuti risultati migliori ma l’implementazione si è rivelata più difficoltosa.

Qui per vedere la relazione completa del progetto.

Per discuterne insieme rimando al post sul forum "Analisi multibody di un retroscavatore"