Desarrollo y simulación de un nuevo modelo matemático para un sistema de neumáticos inteligentes hacia el...

Área de la Ciencia:

• Dinámica y control de vehículos
• Ciencia e ingeniería de materiales
• Mecánica computacional

Sus antecedentes:

• El rendimiento del vehículo depende en gran medida de las interacciones neumático-carretera, lo que requiere un modelado preciso de los neumáticos.
• Los vehículos eléctricos (VE) presentan desafíos únicos para los neumáticos, incluido un mayor desgaste (20-30%) debido al peso de la batería y al par instantáneo.
• Los sistemas de neumáticos inteligentes con sensores integrados ofrecen datos en tiempo real cruciales para el control avanzado del vehículo y el diagnóstico.

Objetivo del estudio:

• Introducir un enfoque físico-analítico novedoso para modelar la dinámica de los neumáticos en el plano.
• Establecer una base teórica para sistemas de neumáticos inteligentes, centrándose en la relación entre la deformación y las fuerzas.
• Proporcionar un método computacionalmente eficiente para predecir el comportamiento y el desgaste de los neumáticos.

Principales métodos:

• Se desarrolló un modelo físico-analítico que conecta las deformaciones del neumático (deformación radial y de la carcasa) con las fuerzas.
• Se utilizaron simulaciones basadas en la deformación y modelos de anillos flexibles para determinar los parámetros del neumático.
• Se alinearon los datos de deformación radial con los resultados de la simulación para validar el modelo.

Principales resultados:

• El modelo matemático propuesto describe con precisión la dinámica de los neumáticos en el plano basándose en la deformación y el desplazamiento de la carcasa.
• Los parámetros del neumático se determinaron eficazmente integrando datos experimentales de deformación con simulaciones.
• El modelo ofrece una reducción significativa del esfuerzo computacional en comparación con los métodos numéricos tradicionales.

Conclusiones:

• El estudio proporciona un marco teórico sólido para sistemas de neumáticos inteligentes.
• El modelo desarrollado puede mejorar la precisión de las predicciones del rendimiento de los neumáticos, incluido el desgaste y la vida útil.
• Este enfoque ofrece un indicador directo potencial para los algoritmos de estimación de desgaste, lo que ayuda al mantenimiento predictivo.