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【技术向】F1轮胎样式的开发

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原文作者:Jonathan Vogel
原文地址:https://www.racecar-engineering.com/articles/tech-explained-formula-1-tyre-model-development/
轮胎是赛车的重要组成部分,因为它们是车辆和道路之间唯一的直接联系。 轮胎胶料的粘性为车手创造了最佳的操作条件,在此情况下中驾驶员可以发挥最大性能,而一场又一场的比赛已经证明,实现和保持轮胎的最佳状态是取得胜利与失败的关键因素。
2022 年,F1全面技术法规改革中规定启用全新的 18 英寸轮胎,该规则变动基本作废了多年来收集的轮胎数据和积累的经验,这对围场内10支车队均是巨大的挑战和机遇。
车队们准备好应对这一挑战,并利用各种物理工具和算法来加深他们对新轮胎的理解。 下面我们将讨论其中一些工具以及加深轮胎理解程度所涉及的注意事项。


IP属地:中国澳门1楼2021-11-13 11:21回复
    1,开发轮胎模型
    倍耐力 F1 的负责人 Mario Isola 与 Racecar Engineering 进行了座谈,从供应商的角度提供了有关轮胎特性的见解。他强调了在仿真驱动开发时代将模型开发用于设计的重要性,他说:“F1轮胎和公路轮胎之间最重要的技术转移之一是能够使用仿真技术对轮胎进行虚拟化并加速开发过程。.一旦你知道如何解决某些参数上的变动,你就可以开发一个可以跨多个应用程序工作的虚拟模型。
    轮胎建模可以采用几种不同的方法。理论轮胎模型试图根据轮胎的构造和基本机械原理来捕捉轮胎的物理磨损。尽管这些模型捕获了大量细节,但它们非常复杂,计算成本高昂,并且需要全面了解材料特性。另一方面,凭经验建模的模型使用收集的数据来构建数学关系或插值表,这些模型可以在没有轮胎设计先验知识的情况下实现高精度测算,但需要大量数据并且无法深入了解基本的轮胎行为。下图 显示了这些权衡的摘要。


    IP属地:中国澳门2楼2021-11-13 11:26
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      选择合适的轮胎型号属于高优先级事项。 开发几种不同的模型,然后根据特定设计任务的要求选择合适的模型有助于加快设计速度。 业界最喜欢的一种是“Pacejka 模型”,或称为“魔术轮胎公式”。 这个数学方程使用四个主要系数来描述轮胎的力产生能力。
      图 2 展示了使用魔术公式生成的轮胎力曲线,注释突出了每个系数的影响。 存在各种版本的模型,并且可以根据设计人员的要求将系数定义为压力、外倾角、轮胎载荷、温度等的函数。


      IP属地:中国澳门3楼2021-11-13 11:28
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        开发复杂的轮胎模型非常耗时,但值得庆幸的是,倍耐力不需要从头开始。 Isola 透露,‘我们为团队提供了一个有限元模型,以及一个热机械模型。 我们使用的技术是保密的,所以我们提供这个 “热机械” 模型作为他们的黑匣子。 有限元模型将轮胎结构离散为更易于分析的单个元素。 团队将这些重新缝合在一起,以预测轮胎作为一个结构的整体行为,如图 3 所示。这些模型有助于评估轮胎的强度、刚度和挠度特性。


        IP属地:中国澳门4楼2021-11-13 11:33
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          继续😀


          IP属地:江苏来自手机贴吧6楼2021-11-13 17:20
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            这个牛的
            c个y


            IP属地:广东来自Android客户端7楼2021-11-13 17:25
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              希望深入了解FEM仿真在赛车上的应用


              IP属地:江苏8楼2021-11-13 21:13
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                一级方程式轮胎在非常窄的温度范围内达到最佳性能,因此了解和控制发热至关重要。 结合热学和机械学模型可以部分预测这些影响,并且通常与其他模型(例如使用抓地力校正因子的魔术公式)结合使用,例如下图中的示例。


                IP属地:中国澳门9楼2021-11-13 21:58
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                  2,实践以改进模型
                  任何模型都必须经过实战验证以确保其精确性——通常使用测试、数据处理以迭代循环的改进模型。 Isola 解释了倍耐力如何与场内10支车队合作,推动模型的改进和技术的进步。
                  Isola指出:“我们与这些车队们在多方面合作,以便在进入正式比赛环节之前尽可能多地进行预测。” “我们为团队提供虚拟模型,他们反过来微调他们的赛车虚拟模型,并就如何改进轮胎的虚拟模型提出建议。经过几次循环后,我们可以凭经验对各种轮胎进行准确的性能预测。
                  F1车队和倍耐力之间的积极合作和数据共享为所有参与者带来了互惠互利。 “我们实际上拥有10种不同的汽车模型和20个反馈来源,”Isola 强调说。 “这有助于我们了解模型是否准确以及它们的一致性。由于车内遥测数据,我们还可以微调我们的内部测试以代表赛道条件,使我们能够比以前更进一步地开发我们的模型。
                  下图为老汉在伊莫拉测试新胎的照片


                  IP属地:中国澳门10楼2021-11-13 22:04
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                    感觉没啥人啊。。。完全没动力更


                    IP属地:中国澳门11楼2021-11-13 23:41
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                      3,数据采集工具
                      收集轮胎高质量数据对于创造良好的模型兼容性至关重要,为此倍耐力在赛道内外使用过各种工具来模拟轮胎行为。 最常见的室内测试设备是平面轨道测试,如图 6 所示,它使用滚动带模拟路面。 一台专门的机器向旋转的轮胎施加规定的载荷和方向,并测量各方向产生的力。 这使工程师能够在各种条件下有效地了解轮胎的完整特征。
                      车队也经常使用振动台测试来评估悬架的行驶性能和使用寿命。 在这里,所有四个轮胎都被固定于可规定频率和振幅振动的平台上。 在车轮和底盘上测得的加速度可以提供有关给定悬架配置的行驶和操控性能的详细信息。 在这些平台上放置压力敏感垫使工程师能够实时测量轮胎上的压力分布,帮助确保充分利用接触面。
                      平面轨道测试装置
                      振动台,顺便来个无奖猜车


                      IP属地:中国澳门12楼2021-11-13 23:46
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                        支持楼主


                        IP属地:上海来自Android客户端14楼2021-11-15 07:54
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                          年更系列重开不过现在这里写的技术已经跟不上时代了


                          IP属地:中国澳门15楼2022-08-25 12:39
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                            虽然厂内测试允许工程师们控制运行条件并据此改变计划,但没什么可以替代真实赛道数据来捕捉轮胎的真实性能。所有F1赛车都配备了各种传感器,用于测量在每个弯心的胎温分布、压力、湿度和加速度。
                            人们可以收集解析的数据越多,就越有可能将更多信息应用于分类、重定义不同情况下所需的轮胎。每支团队都不断突破研发极限以为赛车获得更多速度。在 2021 年巴林冬测期间,发现几名技术人员使用神秘的新“枪”(如下所示)在从赛道进入后对轮胎进行测量。该工具可以测量橡胶的粘弹性阻尼特性,从而更深入地了解轮胎胶料在热和磨损循环后的演变。像这样的时刻是对观众们最大的福利——让我们得以一窥对 F1 成功至关重要的不断升级的军备竞赛。


                            IP属地:中国澳门16楼2022-08-25 12:47
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