Otimização de modelo de veículo executando um skid pad em regime permanente

Abstract

O desenvolvimento de veículos de competição requer decisões fundamentadas no desempenho em pista, sendo a capacidade de gerar aceleração lateral um dos principais fatores para otimização da performance em curvas e, consequentemente, para a redução do tempo de volta. Diante desse problema, apresenta-se neste trabalho o desenvolvimento de um modelo computacional para otimização do desempenho lateral de um veículo executando um skid pad em regime permanente. Este estudo apresenta os passos para o desenvolvimento de um software de simulação de dinâmica veicular, abrangendo o modelo de pneu, equações físicas que representam o comportamento do veículo e impõem as condições de equilíbrio em manobras de regime permanente, o mecanismo de solução das equações, o processo de otimização para obtenção do melhor resultado e, por fim, a elaboração de uma interface voltada ao usuário. De forma geral, os resultados indicam consistência com as referências da literatura, e a comparação entre os métodos utilizados para a resolução das equações e a otimização da execução do skid pad demonstraram que ambos performam de maneira coerente ao explorar o espaço de soluções e identificar condições que levam ao aumento do desempenho lateral.

The development of competition vehicles requires decisions based on on-track performance, with the ability to generate lateral acceleration being one of the main factors for optimizing cornering performance and, consequently, reducing lap time. In response to this problem, this work presents the development of a computational model for lap time optimization of a steady state skid pad maneuver. This study outlines the steps for the development of vehicular dynamic simulation software, encompassing the tire model, physical equations of vehicle behavior imposing the equilibrium conditions for steady state, the equations solvers mechanism, the optimization process to find the best result and the design of a use-oriented interface. Overall, the results indicate consistency with literature, and the comparation between the numerical methods used for solving the equations and the optimization of skid pad performance showed that both approaches operate coherently when exploring the solution space and identifying conditions that enhance lateral performance.