Dekkmodellering

Eksempel på en slippvinkelkurve laget med den empiriske dekkmodellen Pacejka Magic Formula.

Innen kjøretøydynamikk er dekkmodellering en type flerlegeme-simulering (multibody simulation) brukt for å simulere oppførselen til dekk. I dagens modeller for simulering av biler er dekkmodellen den svakeste[klargjør] og vanskeligste delen å simulere.

Dekkmodeller kan klassifiseres basert på deres nøyaktighet og kompleksitet, og finnes i et spekter fra enklere empiriske modeller til mer komplekse fysiske modeller som er teoretisk baserte. Et eksempel på en empirisk modell er Hans B. Pacejka sin Magic Formula, mens brush-modeller er eksempler på relativt enkle fysisk baserte modeller. Mer komplekse og detaljerte fysiske modeller inkluderer RMOD-K, FTire og Hankook. Teoretisk baserte modeller kan i sin tur klassifiseres fra mer tilnærmede løsninger til mer komplekse, for eksempel fra den faste modellen (rigid model), til den stive ringmodellen (rigid ring model), til den elastiske ringmodellen (flexural ring model, som Fiala-modellen), og til de mest komplekse basert på endelig elementanalyse.

Enkle fysiske brush-modeller var svært populære i 1960- og 1970-årene, hvoretter Pacejka sine empiriske modeller ble utbredt for mange bruksområder.

Klassifisering av dekkmodeller etter formål

Kjøredynamikk-modeller

  • Brush model (Dugoff, Fancher og Segel, 1970)
  • Hohenheim tire model (fysisk tilnærming)
  • Pacejka Magic Formula Tire (Egbert Bakker, Lars Nyborg og Hans B. Pacejka, 1987)
  • TameTire (semi-fysisk tilnærming)
  • TMeasy (semi-fysisk tilnærming)
  • Stretched string tire model (Fiala 1954)

Komfortmodeller

  • BRIT (Brush and Ring Tire)
  • CDTire (Comfort and Durability Tire)
  • Ctire (Comfort tire)
  • Dtire (Dynamical Nonlinear Spatial Tire Model)
  • FTire (Flexible Structure Tire Model)
  • RMOD-K (Comfort and Durability Tire)
  • SWIFT (Short Wavelength Intermediate Frequency Tire) (Besselink, Pacejka, Schmeitz, & Jansen, 2005)

Bruksområder

Fullt fysikkbaserte dekkmodeller har vanligvis vært for beregningsmessige dyre til å kjøres i sanntid under kjøresimuleringer. Eksempelvis har den fysikkbaserte dekkmodellen CDTire/3d vært for tung til å kjøre i sanntid, og man har derfor utviklet en ekvivalent semi-empirisk modell for sanntidsapplikasjoner etter "magic formula"-prinsippet kalt CDTire/Realtime, utledet gjennom eksperimenter og regresjonsanalyse. Mer om denne metoden kan leses i 2019 International Munich Chassis Symposium (side 753-774, Springer Vieweg, Wiesbaden).

I 2016 ble en litt mindre nøyaktig versjon av den fysikkbaserte dekkmodellen FTire adaptert for kunne å kjøres i sanntid. Denne sanntidsversjonen av FTire ble vist i 2018, og kunne for å kjøre på en 2.7 GHz 12-kjerners Intel Xeon E5 (2014, 22 nm-prosessorteknologi, pris cirka $2000 eller omtrent 18 000 kr i 2014) med 900 kontaktflate-elementer, en prøvetakingsfrekvens på 4.0 kHz, og inkludert termisk simulering og slitasjesimulering.

Den typiske prøvetakingsfrekvensen for dekkmodellen som brukes i bilsimulatorer er 1 kHz. Kjøring på høyere frekvenser (som for eksempel 2 kHz) kan imidlertid veie opp for numerisk stabilitet i noen scenarier, og kan øke modellnøyaktigheten i frekvensdomenet over omtrent 250 Hz.

Se også

Referanser

  1. ↑ Rachel Evans Quantum leaps Arkivert 23. november 2021 hos Wayback Machine., Automotive Testing Technology International, September 2015, p.43 quote from MTS' Mark Gillian: "From an OEM perspective, thermal modelling may be overkill but the tire models are still the weak point of any vehicle model"
  2. 1 2 3 4 Yukio Nakajima (2019) Advanced Tire Mechanics, ch.11 pp.707-710
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 Monsma, Saskia (2015) Feel the Tire - Tire Influence on Driver’s Handling Assessmen, phd thesis at Aalto University, pp.19-20
  4. ↑ Pacejka (2012) ch.2
  5. ↑ Francesco Conte (2014) EXPANDING THE BRUSH TIRE MODEL FOR ENERGY STUDIES (Thesis) p.10
  6. ↑ Calabrese, F., Bäcker, M., & Gallrein, A. (2020) Exploring simulator technology for tire development, in Peter E. Pfeffer (Ed.) 10th International Munich Chassis Symposium 2019: chassis.tech plus, p.772
  7. ↑ FTire and ASM – Sophisticated Models for Real-Time Vehicle Dynamics Simulation, dSPACE GmbH, 2016
  8. 1 2 Gipser, Michael and Baumann, Mario (2018) FTire on the Driving Simulator, pp.13-17, Presentation at International VI-Grade Users Conference, Milano, May 8-9, 2018
  9. ↑ Teodosio, L., Alferi, G., Genovese, A., Farroni, F., Mele, B., Timpone, F., & Sakhnevych, A. (2021) A numerical methodology for thermo-fluid dynamic modelling of tyre inner chamber: towards real time applications, Meccanica, 56(3), 549-567.

Eksterne lenker