Análise comparativa da resposta dinâmica de modelos de pneu/roda submetidos a terrenos diversos

Abstract

Os modelos de pneu tem grande importância na modelagem de veículos terrestres. Es- tes modelos são comumente utilizados em conjunto na simulação multi-corpo. Por meio destes, deslocamentos, acelerações e forças são obtidas para posterior utilização em cál- culos de esforços e fadiga dos componentes mecânicos. Porém, pela natureza complexa da estrutura do pneu, a modelagem de sua reposta dinâmica representa um desafio, as representações mais avançadas se valem de experimentos complexos e caros para identifi- cação de seus parâmetros. O presente trabalho aborda o contexto de dinâmica vertical. O modelo de envelope em conjunto com o de anel rígido, são os que tem a maior influência na resposta dinâmica. Uma avaliação comparativa do efeito da não utilização de envelope de terreno, contra um modelo mínimo e um avançado é realizada em terrenos e obstáculos discretos em diferentes velocidades. Em muitos destes cenários a resposta no domínio da frequência foi muito semelhante para o caso simplificado e o avançado, bem como em al- guns cenários no domínio do tempo, provando que nestes casos a modelagem simplificada pode ser suficiente para uma aproximação razoável, sem grande prejuízo na qualidade do resultado, apontando uma possível redução de custos de projeto.

Tire models have great importance in the ground vehicle modeling. These models are commonly used together with multibody simulation models. By these models, displace- ments, accelerations and forces are obtained for later use in stress and fatigue calculations of the mechanical components. However, by the complex nature of the tire structure, the modeling of its dynamic response represents a challenge and advanced tire models resort on complex and expensive experiments for parameter identification. In the present work, different tire models are tested in vertical dynamics context. The envelope model together with the rigid ring model are found to be the ones with the greatest influence in the model response. A comparative evaluation of the effect of not using an envelope model against a minimal model and an advanced model is made for vehicle riding different terrains a and discrete obstacles at several speeds. In many of these scenarios the frequency response is very similar for the minimal model and the advanced one, as well in some of time domain scenarios, proving that in these cases a minimal model may be suitable for a reasonable approximation, without significant loss in the results quality, pointing for a potential cost reduction in the design process.