Dai risultati ottenuti dalla prima simulazione agli elementi finiti è apparso chiaro che l’elemento più sollecitato fosse la piastra di attacco superiore. Questo a causa di due effetti: il primo dovuto al fatto che molti sforzi si concentravano in prossimità del collegamento tra canotto e piastra, il secondo dovuto agli sforzi generati dagli steli che agivano come delle leve deformando notevolmente la piastra nella parte inferiore.
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1° Modifica
Abbiamo quindi pensato di eseguire una modifica in prossimità del collegamento tra canotto e piastra per risolvere la prima problematica. Abbiamo perciò aggiunto un supporto di forma tronco-conica alla base in modo da rafforzare questa zona sensibile. Questa modifica, in effetti, è proprio quella adottata nelle biciclette di maggiore qualità con lo scopo di aumentare la rigidità.
L'unico svantaggio è ovviamente quello di avere aumentato il peso complessivo di qualche grammo.
2° Modifica
Come seconda modifica abbiamo pensato ad una soluzione maggiormente rivolta al mondo delle corse in mountain bike. Infatti è ormai da anni sempre più in voga la disciplina del downhill che necessita di strutture molto più robuste e resitenti delle normali sospensioni. Il downhill è la disciplina regina del panorama Gravity, la F1 della mountain bike, la più spettacolare ed emozionante da vedere. Le gare si svolgono su tracciati appositamente pensati per questi eventi. La pista solitamente è composta da salti, paraboliche, passaggi tecnici su rocce, radici e ripidoni. Il tracciato è limitato da fettucce e come dice il nome della disciplina è tutto in discesa. Le bici da Downhill sono il top della tecnologia e della tecnica costruttiva a disposizione: i cinematismi delle sospensioni sono pensati per massimizzare l’assorbimento delle asperità e ottimizzare la scorrevolezza, i triangoli anteriori sono studiati per garantire maneggevolezza e stabilità alle alte velocità, così come le forcelle a doppia piastra da 200 mm. I materiali utilizzati comprendono carbonio, alluminio o una combinazione di questi due.
In aggiunta si è pensato di allungare tutti i componenti interni agli steli in modo da consentire una maggiore corsa. Di conseguenza anche gli steli sono stati allungati ed è stata aggiunta una seconda piastra superiore con lo scopo di conferire maggiore rigidezza. Gli steli sono quindi mantenuti ad una corretta distanza senza permettergli di deformarsi eccessivamente. Questo aumenta sicuramente il confort di guida dando al ciclista una maggiore stabilità sull’anteriore e dal punto di vista meccanico evita una eccessiva deformazione della parte inferiore della piastra d’attacco.
Questa soluzione ha sicuramente comportato un aumentato considerevole del peso complessivo di tutta la sospensione anteriore. Questo aspetto però, dato che la disciplina si svolge esclusivamente lungo i pendii e non è necessario pedalare, non è poi così controproducente per i ciclisti. Infatti è sicuramente meglio avere una bicicletta robusta che consenta di scendere in tutta sicurezza piuttosto che averne una di poco più leggera ma molto meno confortevole e stabile.
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Infine ricordiamo a titolo di curiosità che essendo la Downhill uno sport dove la velocità è il fattore principale da tenere in considerazione, la leggerezza della bicicletta è molto importante. Già oggi è possibile realizzare una bicicletta leggera e al tempo stesso resistente grazie alla stampa 3D; alcuni colleghi del Politecnico di Milano hanno presentato al pubblico, durante l’evento Technology Hub tenutosi a Milano lo scorso aprile, il prototipo di una bicicletta in fibra di carbonio realizzata con questa tecnologia.
ANALISI FEM SOSPENSIONE ANTERIORE MODIFICATA e RISULTATI FINALI
Una volta apportate le due modifiche precedentemente descritte ai pezzi, si sono rieseguite le analisi FEM sui nuovi componenti nelle medesime condizioni di forze e vincoli applicate precedentemente.
Effettivamente le simulazioni supportano le nostre assunzioni in merito alle modifiche apportate. Entrambe le soluzioni mostrano una diminuzioni degli sforzi in prossimità delle zone sensibili. Questo garantisce un minore sforzo sui pezzi a parità di condizioni esterne.
Nel caso 1 si nota una diminuzione dello sforzo di ben 10 Mpa in corrispondenza del collegamento rispetto al caso precedente.
Nel caso 2 è rilevante la rigidità che offre questa soluzione in quanto è pressochè assente la deformazione della piastra d’attacco nella parte inferiore.
