车辆动力学模拟在行动-马拉内洛赛车运动胜利在巴瑟斯特12小时
这篇在Altair博客上的客座贡献是由ChassisSim团队写的。ChassisSim是牵牛星合作伙伴联盟的成员。bob游戏下载大全
汽车动力学中最大的误解之一是认为赛车和公路车是完全分离的。虽然这可能对公式1、DTM和LMP1等公式有一定的有效性，但由于这些车辆运行的下压力值较大，这些是证明这一规则的例外情况。当你计算很多公式中的数字时，公路和赛车之间的差别很小。特别是有许多类似之间的超级跑车和国际汽联GT3级赛车。
2014年2月9日发生了一个特别的相关案例。一名ChassisSim的客户，Maranello Motorsport驾驶一辆法拉利F458 GT3在澳大利亚新南威尔斯州巴瑟斯特举行的Mount Panorama赛道上赢得了巴瑟斯特12小时赛的冠军。让这次胜利更加重要的是，赛车工程人员有经验的ChassisSim用户。特别是总赛车工程师帕特·卡希尔是我的澳大利亚经销商。因此，我对他们的所作所为了如指掌。
我们将在本文中讨论ChassisSim在这场胜利中所扮演的角色以及它是如何被使用的。这是特别适当的，因为在这次胜利中使用的工具有一个直接应用于道路汽车。此外，这里要注意的另一件事是，由于其粗糙和起伏的性质，Bathurst代表了一个理想的测试用例场景。如果一辆车能在巴瑟斯特生存并脱颖而出，那么它也将在任何地方生存并脱颖而出。
也让我声明从一开始，我将不会讨论任何特定的设置参数的这辆车。当我的客户或同事预测出一个可行的方案时，在我看来，那是他们的财产，而不是供公众使用的。
一如既往，任何胜利都是从准备开始的，法拉利F458也不例外。在ChassisSim的第一步是7后/振动筛钻机工具箱。这个工具箱允许你在频域而不是时域中观察汽车的动力学。
工具箱的第一部分是设置频率测试。如图1所示，
注释和文件名都是不言自明的。只需输入一些与设置相关的内容，并将日志文件存储在您将要记住它的地方即可。但是，您需要注意的控制是测试的速度和道路输入的峰值输入速度。
你可以选择测试的速度来选择你想要模拟的弯角。如果你想模拟一个低速弯道，选择100公里/小时，如果你想模拟一个高速弯道，选择150 - 170公里/小时。例如，在巴瑟斯特和它在加尔各答蔡斯280公里每小时的弯道，使用了270公里每小时的速度和210公里每小时的测试速度用于非常快的，流动的部分，在麦克菲拉米公园。这些速度代表所遇到的最高速度。您还会注意到，您可以选择将下压力设置为一个固定的值。这对于验证工作来说是可以的，但是我个人倾向于不这么做。原因是，乘坐高度地图将影响汽车的频率响应和在高速弯道，这将使其存在感。
根据峰值输入速度，选择一个表示峰值输入速度的值，该值代表道路输入。有很多方法可以做到这一点。粗略地说，50毫米/秒近似于一个相对平滑的表面，100毫米/秒是道路中间，150毫米/秒代表一个相当颠簸的赛道。另一种方法是查看数据。看看阻尼器的峰值速度，把结果除以3，这是一个粗略的测量，但它会让你通过。如有疑问，以100mm/s的速度开始试验。为了量化这一方法，2013年圣诞节期间，“全景山”重新浮出水面，电路运营商称其更加平滑。因此，输入被缩放到旧表面上使用的75%。这是一个有根据的猜测，是基于多少菲利普岛电路表面改善后，类似的表面。
根据这个工具箱，它会返回一个输出振幅对输入振幅的图。工具箱的输出如图2所示。
您将看到联系人补丁加载变化(CPL)显示在图的顶部。这是整个频率运行的平均值，单位是kg。这是测试指定条件下静态负载的增量负载变化。下图是输出与输入振幅的比值。在这里，我们已经显示了升沉和俯仰输入汽车。
现在让我们来看看马拉内罗赛车是如何使用它的。这个过程的第一部分是你使用弹簧和大阻尼器来最小化cpll，会发生的是你会进入一个CPL达到最小值的区域，实际上不会变化太多。一旦你击中这个，你就开始用小的弹簧和阻尼器变化来得到你想要的频率响应的形状。其实就是这么简单。这导致了机械抓地力的显著改善，而不影响驾驶员的感觉。另一个需要强调的关键是，你要选择一个适合你想要分析的特定弯角的转弯速度和输入速度。
我们刚才所描述的是这种汽车的阻尼曲线得到指定的方法。我知道你们中的一些人可能会以一种震惊和怀疑的眼光看待这件事，但它真的就是那么简单。我们所要做的就是进行一组激振器试验，然后结合CPL值和频率图来确定我们需要什么。当你做作业的时候，会发生令人惊讶的事情。
该过程的下一步是圈速模拟工作。今年有趣的是，正如我们之前讨论的，巴瑟斯特赛道表面重新铺设了路面。如果这是f1的解决方案，那么我们便需要花费大约15万美元去创造一个3D赛道地图。祝你好运。当巴瑟斯特不是用作赛道时，它实际上是一个风景如画的车道(在澳大利亚，每公里有比其他任何道路更多的速度摄像头!)相反地，我们所采用的解决方案是使用ChassisSim bump profiling工具箱去获取第一回合的表面轮廓。对于那些不熟悉ChassisSim的人，这实际上是ChassisSim 101。
然而，真正有趣的是这些最初模拟的结果。如图3所示。
这里可以看到的是一些波浪在转向。由于保密性，所有的规模和数量都必须删除。起初，这几乎被认为是车开得太猛。然而，司机反馈显示，这款车非常尖锐。不是经典意义上的过度转向但对转向输入非常敏感。这一事实反映在模拟结果中，这向你展示了一个多么强大的工具，你有你的手与凹凸轮廓建模工具箱。它还显示了静态和瞬态圈时间模拟之间的跳跃。
另一种使用ChassisSim的方法是使用ChassisSim预测热轮胎的温度和压力。这项技术已经发布一年多了，但到目前为止，它在该领域的应用还很少。这个特性所做的除了计算理想表面温度之外，它还将计算核心温度和核心压力。这一系统在去年进行了测试，巴瑟斯特12小时是第一次在比赛中使用。
此功能是ChassisSim的开环轨迹重放模拟的一个旋转。这个过程有两个步骤。第一步是抓取必要的圈数与适当的怪物文件导出在50赫兹。这形成了轨迹重放模拟的输入。当开环仿真运行时，它与轮胎力建模和圈时仿真是有效的。然后指定温度和压力的冷起点、热终点和运行圈数。ChassisSim将为您确定轮胎的内部温度参数。设置完成后，将出现如下对话框：
下一步是将它们应用于车辆模型，并运行开环仿真以确定内部轮胎温度和压力。运行开环和轨迹重放模拟后，应绘制如下图：
让我从一开始就声明，你在这里看到的东西不应该被当作福音而盲目使用。预测轮胎压力并知道如何设置它们是赛车工程的真正艺术之一。而是将其作为一种工具，为你指明正确的方向。
在巴瑟斯特12小时赛中，这是一个预测工具，可以复制轮胎压力在一段时间内的增长情况。非常炎热的条件使这一势在必行，并允许驾驶员在环境温度达到39℃和轨道温度为65℃时始终比每一天中的每一个人都快。就所发现的情况而言，我需要守口如瓶。我能说的是，它被证明是一个非常有效的工具，它使用了我们上面讨论的元素。
把所有这些联系起来，我们在这里讨论的不是火箭科学。更确切地说，通过使用ChassisSim作为许多工具的一部分，马拉内洛赛车场的赛车工程人员能够在赛车上切下芯片并优化设置。然而，诸如7柱/振动台工具箱、圈速模拟和开环/赛道重放模拟等帮助预测轮胎压力的工具无疑让人感觉到了它们的存在。
这也说明了如果你想有效地使用像ChassisSim这样的东西，你就把它作为一个工具来使用。你不用它当魔杖用。我们在这里讨论的内容要求你看看结果，并利用你的经验和培训来弄清楚它告诉你什么。这是关于如何使用模拟的真正核心。我所看到的关于模拟的最大谬论之一就是人们试图盲目地使用它，就像一个神奇的扳手。如果这听起来像是你不喜欢使用模拟工具，我祝你一切顺利。相反地，你使用模拟的方式是扔一些东西给它，然后坐下来思考它刚刚告诉你什么。
这是在马拉内洛赛车运动的工程团队使用ChassisSim的方式。这个模型已经被改进到可以信赖的程度，即使司机们在第一次训练后都带着无数令人困惑的处理问题回来。在这一点上，通常情况下会出现巨大的变化，这是可以理解的。相反，工程团队可以自信地说，这是一条非常绿色和尘土飞扬的赛道，最好把判断留到当天晚些时候。因此，更多的时间花在了车手身上，让他们把注意力集中在自己身上，在他们通常不能在愤怒中练习的赛道上提高速度。这被证明是ChassisSim最强大的优势。这一点在排位赛中得到了证明，一辆使用软橡胶的赛车只以百分之几的优势击败了他。所有的一切，在周末的时间里，总共对赛车进行了三次设置更改。
另外，要补充的是，我们在这里讨论的所有内容都可以直接插入到公路车辆分析中。例如，在获得所需的曲线响应的同时最小化接触面载荷变化的后果之一是道路车辆操纵的圣杯之一。这是一辆没有安定号游轮操纵特性的汽车。另一个例子是观察转向轨迹的能力，这将是一个很好的指标，表明道路车辆对转向输入的响应程度。
最后，ChassisSim在2014年马拉内洛赛车在巴瑟斯特12小时赛的胜利中发挥了重要作用。shaker rig工具箱、圈速模拟和开环/赛道重放模拟都发挥了作用。然而，这里真正的关键是，ChassisSim被用作计算器，以告知工程师该把车开到哪里去。如果你用这种方式模拟你将不得不访问一个非常强大的工具和讨论，这直接转化为公路汽车使用。
