Modelo de neumático

En dinámica vehicular , un modelo de neumático es un tipo de simulación multicuerpo que se utiliza para simular el comportamiento de los neumáticos . En los modelos de simuladores vehiculares actuales, el modelo de neumático es la parte más débil y más difícil de simular. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Los modelos de neumáticos se pueden clasificar según su precisión y complejidad, en un espectro que va desde modelos empíricos más simples hasta modelos físicos más complejos con fundamentos teóricos. ^{[ 3 ]} Los modelos empíricos incluyen la Fórmula Mágica de Hans B. Pacejka , mientras que los modelos con base física incluyen modelos de cepillo (aunque siguen siendo bastante simplificados), y los modelos físicos más complejos y detallados incluyen RMOD-K, FTire y Hankook. ^{[ 4 ] [ 3 ]} Los modelos con base teórica se pueden clasificar a su vez desde los más aproximados hasta los más complejos, pasando, por ejemplo, del modelo sólido, al modelo de anillo rígido, al modelo de anillo flexional (elástico) (como el modelo Fiala), y los más complejos basados ​​en métodos de elementos finitos . ^{[ 2 ]}

Los modelos Brush fueron muy populares en las décadas de 1960 y 1970, después de lo cual los modelos de Pacejka se generalizaron para muchas aplicaciones. ^{[ 5 ]}

Los modelos de neumáticos totalmente basados ​​en la física suelen ser demasiado costosos computacionalmente para ejecutarse en simulaciones de conducción en tiempo real. Por ejemplo, dado que CDTire/3D, un modelo de neumático basado en la física, no puede ejecutarse en tiempo real, para aplicaciones en tiempo real se suele derivar un modelo equivalente semiempírico tipo "fórmula mágica", llamado CDTire/Realtime, a partir de él mediante experimentos y un algoritmo de regresión . ^{[ 6 ]}

En 2016, se adaptó una versión ligeramente menos precisa de FTire, un modelo de neumático basado en la física, para ejecutarse en tiempo real. ^{[ 7 ]} En 2018 se demostró que esta versión en tiempo real de FTire funcionaba en un  procesador Intel Xeon E5 de 12 núcleos a 2,7 GHz (2014,  proceso de 22 nm, aproximadamente 2000 dólares), con 900 elementos de contacto de la carretera/ parche de contacto y una frecuencia de muestreo de 4,0  kHz, incluyendo simulación térmica y de desgaste. ^{[ 8 ]}

La frecuencia de muestreo típica del modelo de neumático utilizada en simuladores automotrices es de 1  kHz. ^{[ 9 ]} Sin embargo, operar a frecuencias más altas, como 2  kHz, podría mitigar la menor estabilidad numérica en algunos escenarios y podría aumentar la precisión del modelo en el dominio de la frecuencia por encima de aproximadamente 250  Hz. ^{[ 8 ]}

• Parche de contacto
• Par de autoalineación
• Deslizamiento (dinámica vehicular)
• Análisis térmico
• Transferencia de calor

• Egbert, Bakker; Nyborg, Lars; Pacejka, Hans B. (1987). "Modelado de neumáticos para su uso en estudios de dinámica vehicular" (PDF) . Sociedad de Ingenieros Automotrices .Una nueva forma de representar los datos de los neumáticos obtenidos a partir de mediciones en condiciones de giro puro y frenado puro.
• Hans Pacejka (2012) Dinámica de neumáticos y vehículos , tercera edición (primera edición 2002)
• Lugner, P., & Plöchl, M. (2005). Prueba de rendimiento de modelos de neumáticos: primeras experiencias y resultados. Vehicle System Dynamics, 43(supl. 1), 48-62.
• Xu Wang (2020) Ruido y vibraciones de los neumáticos de automóviles: análisis, medición y simulación , cap. 10
• Modelo físico de neumático FTire para usar con el software de simulación de conducción rFpro , en los canales oficiales de rFpro en Vimeo y YouTube , 29 de enero de 2020.
• Romano, L., Bruzelius, F., & Jacobson, B. (2020) Modelos de neumáticos de cepillo para grandes ángulos de inclinación y velocidades de dirección , en Dinámica de sistemas de vehículos, 1-52.
• LA BIBLIOTECA DE DINÁMICA DE VEHÍCULOS OFRECE SOPORTE AMPLIADO PARA EL MODELO FTIRE DE COSIN , MODELON, 1 DE AGOSTO DE 2017
• Février, P., Hague, OB, Schick, B., & Miquet, C. (2010) Ventajas de un modelo de neumático termomecánico para la dinámica vehicular , ATZ worldwide, 112(7), 33-37.

• Modelos de neumáticos en Project Chrono
• Neumáticos para camiones pesados ​​de PneusQuebec
• Modelado de neumáticos; Extracción de resultados de un gran conjunto de datos en YouTube