Simuliacinės programos „CarSim“ panaudojimo galimybės automobilių skersinės dinamikos tyrimuose

Abstract

Automobilių dinamikos simuliavimo programa „CarSim“ suteikia galimybę vertinti pilną automobilio netiesinį dinaminį modelį, kaip visumą sistemų, įtakojančių jo judėjimo dėsningumus. Viena iš automobilių analizės sričių yra skersinė dinamika, kurios tyrimams pasitelkiami įvairūs analizės metodai. Pagrindinis dėmesys skiriamas padangų savybėms, pakabos standumo ir slopinimo charakteristikoms bei geometrijai ir vairavimo sistemos kinematikai. Modelyje nelieka neįvertintas automobilio tiesiškai judančių ir besisukančių masių inertiškumas. Padangos dinamines charakteristikas programoje galima modeliuoti pagal vadinamąjį „Magic formula“ modelį, keičiant jo įvesties parametrus. Šiame straipsnyje apžvelgiamos programos galimybės analizuojant automobilio judėjimą posūkyje pateikiant tam pritaikomus programos įrankius ir naudojamus analizės metodus. Siekiant konkrečiau atskleisti programos siūlomas galimybes straipsnyje pateikiamas programa sudarytas skirtingais greičiais apskritimine trajektorija judančio automobilio modelis. Pristatoma pasirinktieji modelio parametrai, važiavimo režimų nustatymo metodika ir standartiškai modeliui priskiriamos charakteristikos. Atlikus modelio skaičiavimus pateikiami automobilį veikiančių jėgų, pasisukimo kampų apie vertikalią ir išilginę ašis kitimas ir ratų sąveikos su keliu rezultatai grafiniu pavidalu. Atliktas palyginamasis tyrimas leidžia įvertinti programos suteikiamą galimybę stebėti pageidaujamo dinaminio modelio parametrų kitimą bei sudaryto modelio tikslumą. Taip pat straipsnyje aptariamos specifinės programos galimybės minėtoje automobilių inžinerijos srityje kitų modeliavimo metodų kontekste – ADAMS, Matlab/Simulink, LabView.

Vehicle dynamics simulation software "CarSim" enables to evaluate full nonlinear vehicle dynamic model and its dependencies related to many movement parameters. Lateral dynamics is one of the main fields of vehicle dynamics and there are many various methods for research of this field. Main attention is given for tire characteristics, suspension stiffness and its damping characteristics, geometry and kinematics of steering components. This model evaluates inertia moments of linear and rotational moving components. Tire dynamic characteristics can be modeled using so called “Magic formula” model by changing its input parameters. This paper analyzes program capabilities by modeling vehicle movement in the turn using specific tools and analysis methods of this software. To reveal particular possibilities of this software different speeds and circular trajectory moving vehicle model is shown in this paper. There is also presented optional parameters which can be set before computer experiment, methodic of drive modes and characteristic which are set on model. After car experiment simulation there is given graphic charts of forces on car, angles of car turn according to vertical and longitudinal axis, tire reactions to road. This comparisonal research lets to evaluate ability of program to study parameters variation and accuracy of designed model. Also specific program capabilities in automotive engineering field compared to other programs like ADAMS, Matlab/Simulink and LabView are mentioned.