Simulación avanzada del comportamiento de neumáticos mediante Simscape

Abstract

La simulación de la interacción entre el neumático y la carretera es un área clave en la dinámica vehicular que aún presenta desafíos no completamente resueltos, especialmente en el caso de motocicletas. Los modelos actuales están centrados en neumáticos de coches y no tienen en consideración particularidades críticas de los neumáticos de motocicleta, como altos ángulos de inclinación, lo que provoca un desplazamiento del punto de contacto y la disminución del radio efectivo del neumático. Por ello, en el presente TFM se ha tratado, a través de la herramienta de simulación multicuerpo Simscape Multibody, de crear una metodología en la que se combinen los datos físicos de la simulación con un bloque de modelo de cálculo de neumáticos, para capturar con precisión el comportamiento de motocicletas ante cualquier tipo de condición. El modelo de neumáticos utilizado es el conocido como “fórmula mágica”, desarrollado por el profesor Pacejka a finales de los años 90. Este modelo ha experimentado múltiples modificaciones hasta alcanzar su versión más reciente, la 6.2. Para validar la metodología, se han realizado simulaciones completas en un modelo de banco de ensayos virtual desarrollado por el grupo de investigación del departamento.

The simulation of t the interaction between tires and the road is a key area in vehicle dynamics that still poses challenges that have not been completely resolved, especially in the case of motorcycles. Current models are tailored to car tires and fail to account for critical characteristics of motorcycle tires, such as high inclination angles, which lead to a shift in the contact point and a reduction in the effective radius of the tire. Consequently, this master's thesis aim to employ the Simscape Multibody simulation tool to develop a methodology that combines physical simulation data with a tire modeling block in order to accurately capture motorcycle behavior under wide range of conditions. The tire model applied is the “Magic Formula,” originally developed by Professor Pacejka in the late 1990s. This model has undergone multiple refinements, culminating in its latest version, 6.2. To validate the proposed methodology, complete simulations were carried out using a virtual test bench model developed by the department’s research group.