Riassunto analitico
La dinamica di un'auto da corsa è governata dalla capacità degli pneumatici di generare il massimo grip. L'obiettivo di qualsiasi dinamico del veicolo è prevedere in modo accurato il comportamento dinamico degli pneumatici per governare le prestazioni dell'intero veicolo.
Insieme alla Scuderia Alpha Tauri, la ricerca si è concentrata sulla modellazione dell'interazione tra il battistrada di uno pneumatico e le asperità del manto stradale.
Il contributo isteretico al grip è stato studiato sulla base del modello di Persson, al fine di valutarne la sensibilità alla rugosità del terreno e alle proprietà viscoelastiche della mescola di gomma del battistrada. In particolare, per una data superficie stradale rugosa e una mescola di gomma, l'obiettivo è di prevedere il coefficiente di aderenza in funzione della temperatura e della velocità di scorrimento.
A causa della rigorosa limitazione nei test sulle mescole degli pneumatici da corsa di Formula 1, la validazione sperimentale del modello è impegnativa e solo in parte possibile. Tuttavia, alcune prove sperimentali interne vengono eseguite, per indagare le diverse proprietà di svariate mescole di gomma.
La principale validazione del modello attuale si basa sul confronto con i riferimenti bibliografici.
La ricerca futura mira a implementare il modello di aderenza degli pneumatici attualmente descritto in
simulazioni della dinamica del veicolo più complesse e da utilizzare come strumento durante il fine settimana di gara dagli ingegneri della squadra corse, al fine di valutare le prestazioni e la manovrabilità del veicolo, al fine di ottimizzare il grip e il bilancio disponibili in diverse condizioni.
Rispettando un accordo di riservatezza, al fine di proteggere tutte le informazioni riservate della Scuderia Alpha Tauri, tutti i dati numerici sono omessi dalla presente opera. Per proteggere i dati riservati, gli assi sono normalizzati e le scale di riferimento sono omesse in tutti i grafici.
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Abstract
Dynamics of a race car is governed by the capability of the tyres to generate high
grip forces. The aim of any vehicle dynamicist is to predict in an accurate manner
the dynamic behaviour of the tyres to govern the performance of the whole vehicle.
Together with Scuderia Alpha Tauri, the research has been focused on modelling
and predicting the interaction between a tyre tread rubber and a rough road surface.
Hysteretic contribution to grip has been investigated based on Persson’s model, in
order to assess its sensitivity to ground roughness and viscoelastic properties of tread
rubber compounds. In particular, for a given rough surface texture and a rubber
compound, the aim is to predict the grip coefficient as a function of temperature
and sliding speed.
Due to strict limitation in testing on F1 racing tyres compounds, experimental
validation of the model is challenging and only partially possible. However, some
in-house experimental tests are performed, to investigate the different properties of
a number of rubber compounds.
Main validation of the current model is based on the comparison with available lit-
erature references.
Future research aims at implementing the presently described tyre grip model in
more complex vehicle dynamics lap-time simulations and to be used as an impor-
tant tool during the race weekend by the race team engineers, in order to assess
the handling performance of the vehicles and guide set up variations for the sake of
optimizing the available grip and balance in different conditions.
Respecting a non-disclosure agreement, in order to protect all confidential infor-
mation of Scuderia Alpha Tauri, all numerical data are omitted from the present
work. To protect confidential data, axes are normalized and reference scales are
omitted in all plots.
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