Modelamento de uma motocicleta com piloto biodinâmico de 8 gdl e algoritmo quadrático de integração no tempo

Abstract

O número de motocicletas utilizadas como meio de transporte tem crescido ano após ano, principalmente como uma alternativa menos custosa e mais ágil em termos de deslocamento. O pro-jeto para a suspensão desses veículos requer a análise de diversos fatores, incluindo a finalidade do uso da motocicleta, bem como aspectos estéticos, ergonômicos, de conforto e segurança. Nesse sen-tido, este trabalho propõe um estudo comparativo para verificar os fatores que afetam a vibração sentida pelo piloto com o objetivo de melhorar a dirigibilidade. Para tanto, é proposta a modelagem do sistema de suspensão da motocicleta, com 5 graus de liberdade (GDL) para a dinâmica vertical, 4-GDL para a dinâmica lateral e uma proposta de dois modelos biodinâmicos, um com 8 e outro com 12-GDL. Para uma das variáveis definidas de uma moto, propõe-se o modelamento do compor-tamento dinâmico vibracional utilizando dois métodos de integração, Newmark tradicional e outro quadrático. O outro parâmetro avaliado é o trajeto estabelecido pela ISO 2631-1 (1997), que pode ser alternado entre uma pista irregular com solavancos e uma perfeitamente lisa, além de uma ma-nobra de troca simples de faixa conforme a ISO 3888-2 (2011). Os resultados indicam que o acrés-cimo de novos GDL no piloto ou o método quadrático não fazem diferença significativa nos resul-tados de acelerações desenvolvidas, porém permite fazer com a mesma acuracidade, análises com intervalos de tempo maiores tornando a análise mais rápida. No caso das irregularidades, as con-siderações de pista lisa e irregular apresentaram grandes variações de acelerações para o piloto.

The number of motorcycles used as a means of transportation has grown year after year, mainly as a less expensive and more agile alternative in terms of travel. The design for the suspension of these vehicles requires the analysis of several factors, including the purpose of using the motor-cycle, as well as aesthetic, ergonomic, comfort, and safety aspects. In this sense, this work proposes a comparative study to verify the factors that affect the vibration felt by the pilot with the objective of improving drivability. For this, it is proposed to model the motorcycle suspension system, with 5 degrees of freedom (DOF) for the vertical dynamics, 4-DOF for the lateral dynamics and a proposal of two biodynamic models, one with 8 and another with 12-DOF. For one of the defined variables of a motorcycle, it is proposed to model the vibrational dynamic behavior using two integration meth-ods, traditional and quadratic Newmark. The other parameter evaluated is the track established by ISO 2631-1 (1997), which can be alternated between an uneven track with irregularities and a per-fectly smooth one, in addition to a simple lane change maneuver according to ISO 3888-2 (2011). The results indicate that the addition of new DOFs in the pilot or the quadratic method makes no significant difference in the results of developed accelerations, but allows to make with the same accuracy, analyses with larger time intervals making the analysis faster. In the case of irregularities, the smooth and uneven track considerations presented large variations in accelerations for the pilot.