Dinâmica do veículo - Vehicle dynamics

Para veículos motorizados, como automóveis, aeronaves e embarcações, a dinâmica do veículo é o estudo do movimento do veículo, por exemplo, como o movimento para a frente de um veículo muda em resposta às entradas do motorista, saídas do sistema de propulsão, condições ambientais, condições do ar / superfície / água, etc.

A dinâmica do veículo é uma parte da engenharia baseada principalmente na mecânica clássica .

Fatores que afetam a dinâmica do veículo

Os aspectos do design de um veículo que afetam a dinâmica podem ser agrupados em transmissão e frenagem, suspensão e direção, distribuição de massa, aerodinâmica e pneus.

Sistema de transmissão e frenagem

Layout do automóvel (ou seja, localização do motor e das rodas acionadas)
Powertrain
Sistema de travagem

Suspensão e direção

Alguns atributos estão relacionados à geometria da suspensão , direção e chassi . Esses incluem:

Distribuição de massa

Alguns atributos ou aspectos da dinâmica do veículo são puramente devido à massa e sua distribuição. Esses incluem:

Aerodinâmica

Alguns atributos ou aspectos da dinâmica do veículo são puramente aerodinâmicos . Esses incluem:

Pneus

Alguns atributos ou aspectos da dinâmica do veículo podem ser atribuídos diretamente aos pneus . Esses incluem:

Comportamentos de veículos

Alguns atributos ou aspectos da dinâmica do veículo são puramente dinâmicos . Esses incluem:

Análise e simulação

O comportamento dinâmico dos veículos pode ser analisado de várias maneiras diferentes. Isso pode ser tão direto quanto um sistema de massa de mola simples , por meio de um modelo de bicicleta de três graus de liberdade (DoF), com um alto grau de complexidade usando um pacote de simulação de sistema multicorpo , como MSC ADAMS ou Modelica . À medida que os computadores ficaram mais rápidos e as interfaces de usuário de software melhoraram, pacotes comerciais como o CarSim tornaram-se amplamente usados na indústria para avaliar rapidamente centenas de condições de teste muito mais rápido do que em tempo real. Modelos de veículos são frequentemente simulados com designs de controladores avançados fornecidos como software no circuito (SIL) com software de design de controlador, como Simulink , ou com hardware físico no circuito (HIL).

Os movimentos do veículo são em grande parte devido às forças de cisalhamento geradas entre os pneus e a estrada e, portanto, o modelo do pneu é uma parte essencial do modelo matemático. O modelo do pneu deve produzir forças de cisalhamento realistas durante a frenagem, aceleração, curvas e combinações, em uma variedade de condições de superfície. Muitos modelos estão em uso. A maioria é semi-empírica, como o modelo Pacejka Magic Formula.

Os jogos ou simuladores de carros de corrida também são uma forma de simulação da dinâmica do veículo. Nas primeiras versões, muitas simplificações eram necessárias para obter desempenho em tempo real com gráficos razoáveis. No entanto, as melhorias na velocidade do computador se combinaram com o interesse pela física realista, levando a simuladores de direção que são usados para engenharia de veículos usando modelos detalhados como o CarSim .

É importante que os modelos concordem com os resultados dos testes do mundo real, portanto, muitos dos testes a seguir são correlacionados com os resultados dos veículos de teste instrumentados.

As técnicas incluem:

Subviragem de raio constante de alcance linear
Anzol
Resposta de freqüência
Mudança de pista
Teste de alce
Direção sinusoidal
Skidpad
Análise de caminho de varredura

Veja também

Referências

Leitura adicional

Egbert, Bakker; Nyborg, Lars; Pacejka, Hans B. (1987). "Modelagem de pneus para uso em estudos de dinâmica de veículos" (pdf) . Sociedade de Engenheiros Automotivos . Uma nova forma de representar os dados dos pneus obtidos a partir de medições em condições puras de curva e de travagem.
Gillespie, Thomas D. (1992). Fundamentos de dinâmica de veículos (2ª impressão. Ed.). Warrendale, PA: Society of Automotive Engineers. ISBN 978-1-56091-199-9. Derivação matematicamente orientada de equações de dinâmica de veículos padrão e definições de termos padrão.
Milliken, William F. (2002). "Projeto de Chassis - Princípios e Análise". Sociedade de Engenheiros Automotivos . Dinâmica do veículo desenvolvida por Maurice Olley dos anos 1930 em diante. Primeira síntese analítica abrangente da dinâmica do veículo.
Milliken, William F .; Douglas L. (1995). Dinâmica do veículo do carro de corrida (4. impressão. Ed.). Warrendale, Pa .: Society of Automotive Engineers. ISBN 978-1-56091-526-3. Mais recente e maior, também a referência padrão para engenheiros de suspensão automotiva.
Limited, Jörnsen Reimpell; Helmut Stoll; Jürgen W. Betzler (2001). O chassi automotivo: princípios de engenharia . Traduzido do alemão por AGET (2ª ed.). Warrendale, Pa .: Society of Automotive Engineers. ISBN 978-0-7680-0657-5. Arquivado do original em 02/11/2012 . Recuperado em 17/09/2017 . Dinâmica do veículo e design do chassi de uma perspectiva de carro de corrida.
Guiggiani, Massimo (2014). The Science of Vehicle Dynamics (1ª ed.). Dordrecht: Springer. ISBN 978-94-017-8532-7. Manuseio, frenagem e condução de carros de corrida e de estrada.
Meywerk, Martin (2015). Vehicle Dynamics (1ª ed.). West Sussex: John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-97135-2. Notas de aula sobre a dinâmica dos veículos MOOC da iversidade

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