Ottimizzazione del Comportamento Dinamico Dei Motocicli Attraverso Il Software Xoptima (Metodo della Manovra Ottima)

This thesis investigates the optimization of the layout of the motorcycles to obtain the best performances in term of Lap Time. For this purpose the optimal manoeuvre method is applied, which essentially simulates an ideal driver and computes the minimum lap time for a given motorcycle and a given track. The Xoptima software is presented describing the 12 degrees of freedom mathematical model of the motorcycle, the numerical solver utilized to find the solution of the differential system of equations, and the user interface useful to the compilation of the input files and the analysis of the results. The Xoptima software is utilized to optimize the optimal set up for the gear box for a Superbike motorcycle of 1000cc over slower and faster circuits. Moreover the influences of the tyre–road friction and of the maximum engine power on the performance of a racing motorcycle is investigated.

Questa tesi studia l’ottimizzazione del layout delle motociclette al fine di ottenere le migliori performance in termini di tempo assoluto sul giro. A questo scopo è stato utilizzato il metodo della manovra ottima, che essenzialmente è in grado di simulare un pilota ideale ed è in grado di calcolare il minor Lap Time possibile per una motocicletta e circuito prestabiliti. Viene presentato il software Xoptima, descrivendo nel dettaglio il modello matematico di motocicletta a 12 gradi di libertà che ne sta alla base, il solutore numerico capace di risolvere il sistema di equazioni differenziali che descrivono il problema ottimo e l’interfaccia grafica dedicata che è stata creata per la più facile compilazione dei file di input e l’analisi dei risultati. Xoptima è utilizzato per l’analisi e l’ottimizzazione del sistema di trasmissione (in particolare i rapporti del cambio) di una motocicletta tipo Superbike di 1000 cc di cilindrata. Attraverso l’utilizzo dello stesso software è investigata l’influenza combinata tra l’aderenza pneumatico-terreno e la potenza massima erogabile dal propulsore di una motocicletta dedicata alle corse.