[en] SIMULATION OF A BAJA SAE VEHICLE DYNAMICS MODELLED BY BLOCK DIAGRAM

[pt] SIMULAÇÃO DA DINÂMICA DO VEÍCULO BAJA SAE MODELADO POR DIAGRAMA DE BLOCOS

[pt] MARCELO WALTER TRISTAO

[pt] MODELO DE VEICULO

[pt] BAJA SAE

[pt] MOLA PNEUMATICA

[pt] FORMULA MAGICA

[pt] MODELO DE PNEU

[pt] MULTICORPOS

[en] CAR MODEL

[en] BAJA SAE

[en] AIR SPRING

[en] MAGIC FORMULA

[en] TIRE MODEL

[en] MULTIBODIES

[pt] Este trabalho demonstra o desenvolvimento de um modelo matemático do veículo da Equipe Reptiles Baja Puc-Rio, com o intuito de fornecer à equipe uma ferramenta poderosa para a otimização e desenvolvimento de protótipos para a competição Baja SAE. O modelo matemático é desenvolvido por meio da metodologia de cadeia cinética, ou multicorpos, e para tal utiliza a ferramenta SimeMechanics presente no software MATLAB em interação com os modelos dos subsistemas presentes do veículo, tais como, amortecedor, pneu, freio, e trem de força, que são desenvolvidos no Simulink, uma ferramenta para simulação, usando diagrama de blocos, de sistemas dinâmicos do MATLAB. O principal objetivo do modelo matemático é a análise da dinâmica da direção e suspensão do protótipo em condições similares às que os veículos são expostos nas competições de Baja SAE. Desta maneira, os modelos de trem de força, freio e resistência aerodinâmica são simplificados. Os amortecedores do veículo são do tipo telescópico, e são dotados de mola pneumática e amortecedor fluido, e para representa-los é desenvolvido um modelo termodinâmico, validado por meio de ensaio de tração. Devido à diversidade de obstáculos presente nas competições de Baja SAE, é desenvolvido um modelo de pneu tridimensional capaz de simular o fenômeno físico da interação com diversos tipos de obstáculos e para o cálculo das forças de atrito, utilizando-se a Formula Magica de Pacejka.

[en] This work shows the development of a full vehicle model for the Reptiles Baja PUC-Rio Team prototype, with the intension to offer to the team a powerful tool for optimization and development of Baja SAE Competitions vehicles. The mathematical model is developed using the kinematic chain methodology, or multibodies, for this uses SimMechnics, a tool offer by the software MATLAB, in interaction with the models of the vehicle subsystems, as shock absorbers, tires, brakes and power-train, those are developed in Simulink, a MATLAB dynamics systems simulation tool. The main target of the mathematical model is to analyse the steering and suspension dynamic of the prototype in similar conditions of the Baja SAE competitions, thus, the power train, breaks, and aerodynamic models are simplified. The vehicle shock absorbers works with an air spring and a fluid dumping, for such, is developed a thermodynamic model, that is validate by traction tests. Because of the diversity of the obstacles in the Baja SAE competitions, is developed a three-dimensional tire model, capable of simulate the interaction with several types of obstacles, an for the fiction force calculations, the Pacejka Magic Formula is applied.

MAURO SPERANZA NETO

RICARDO TEIXEIRA DA COSTA NETO

2017-08-08

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.30888