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Le pneu…Le grand sujet (2)

tTool & Batch Testing

Dans la première partie, nous avons surtout défini des choses généralisées sur les pneus, et une implémentation très basique avec la feuille de calcul. La partie II ira plus loin dans la mise en œuvre. La dernière partie couvrira principalement les paramètres et les optimisations en temps réel. Auparavant, nous allions jusqu’à produire un pneu ‘théorique’ dans le tableur, mais nous ne l’utilisions jamais dans +tTool. Bien qu’un pneu’terminé’ soit déjà disponible dans le V0.66 Brabham BT44B disponible sur Steam, il faut noter qu’il s’agit toujours d’un pneu placeholder. Je ne m’attends jamais non plus à ce que la première tentative soit la dernière. Ni la seconde si je suis honnête. Il est assez difficile sans l’essayer en jeu (ou du moins dans le modèle temps réel de l’outil) de savoir comment le pneu va réagir. Inévitablement, nous avons besoin de notre table de recherche de pneus pour nous aider à apporter des améliorations futures. Tout n’est pas sombre, nous pouvons améliorer nos chances en examinant quelques propriétés générales.

Avant de commencer, David Wright m’avait indiqué quelques références dans les commentaires du blogue précédent. Cela m’a permis de confirmer certaines choses, mais aussi de reconsidérer certains éléments de conception de ces pneus en particulier. D’une part, la densité du cordon était censée être de 25 à 30 brins par pouce. Cela correspond à un ‘espacement des brins’ de 0,0254/25 = 0,001016m (1,016mm) à 0,0254/30 = 0,000847m (0,847mm). Si l’on s’en tient à notre hypothèse précédente selon laquelle les revêtements protecteurs en caoutchouc comblent environ 50 % de cette lacune, cela nous donnerait une plage de diamètre des torons d’environ 0,847/1,5 = 0,564 mm à 1,016/1,5 = 0,677 mm. J’avais déjà utilisé’24.2′ par pouce, mais cela les rendait aussi trop épais en conséquence. Le résultat final n’est pas très différent dans cette situation, de toute façon.

 

Considérations de conception

En général, la meilleure façon d’apprendre est l’expérimentation. Quelques règles ou lignes directrices peuvent être adoptées et, bien sûr, la lecture des documents existants est également très utile. Donc cette fois-ci, je vais surtout regarder les options analytiques que tTool fournit.

 

Répartition de la pression de la forme et de la plaque de contact

La dernière fois, j’ai expliqué que nous devions façonner le pneu général pour qu’il corresponde aux dimensions du pneu réel. En fin de compte, l’un des objectifs d’un concepteur de pneus sera de créer une répartition régulière et régulière de la pression de la surface de contact. Cela signifie essentiellement que l’empreinte au sol du pneu ne doit comporter aucun point où la pression varie sensiblement d’un pneu à l’autre. Dans tTool, ces charges sont représentées par des lignes verticales bleues (si vos nœuds de pneus sont uniformément espacés, ils correspondent bien à la pression). Ils apparaissent dans tTool comme ci-dessous ;

IMAGE MANQUANTE

Comment une surface de contact de pneu apparaît dans la section QSA de tTool.
La conception d’un pneu comporte toutefois toujours des compromis qui ne permettent pas d’uniformiser complètement la surface de contact. Pour ajouter une erreur supplémentaire de complexité, le bord de fuite est aussi le plus important quand il s’agit de température. L’arrière de la surface de contact est dominant en matière de chauffage car la vitesse de glissement est la plus élevée. Ainsi, malgré la réduction de la charge à l’arrière de l’empreinte au sol, nous avons tendance à voir que toute disparité causera la majorité des anomalies de température dans un pneu.

On peut en déduire qu’en général, une surface de contact plus courte et plus large crée moins d’échauffement par frottement qu’un pneu dont la surface de contact est longue. Par conséquent, si l’un de nos segments de pneu semble générer trop de chaleur, nous devons manipuler le pneu de manière à ce que le bord de fuite ait une distribution de pression plus plate. Si notre pneu global génère trop ou pas assez de chaleur de glissement dans les virages, nous pourrions essayer de modifier la forme de la surface de contact, soit en l’allongeant, soit en la raccourcissant. Ce n’est pas toujours noir et blanc, car la principale source de refroidissement des pneus est aussi la conductance de contact (contact au sol, essentiellement). Afin d’allonger une surface de contact, le pneu doit être plus étroit ou plus souple. Cela signifie une plus grande distorsion dans un espace relativement restreint, ce qui augmente encore la production de chaleur. Si les dimensions de nos pneus sont correctes, il ne nous reste plus qu’à modifier la rigidité et les propriétés de construction (en supposant que nous ayons une pression interne des pneus cible). Les gens auraient pu remarquer que la version V0.66 de la Brabham avait en fait un échauffement excessif sur les bords extérieurs du pneu. Ce n’est pas toujours facile à corriger. Néanmoins, on peut généralement l’obtenir avec des changements de forme subtils, en diminuant le rayon des nœuds qui correspondent et qui ont trop de pression de contact.

Avant de générer la table de consultation complète, ce qui prend de nombreuses heures. Nous pouvons analyser la surface de contact d’un pneu à l’aide de tTool. Il nous suffira d’effectuer quelques tests de déflexion dans le modèle quasi statique. Après avoir chargé notre fichier.tgm dans tTool, nous devons configurer la pression manométrique, la température et la rotation à quelque chose de plausible, conditions que vous souhaitez vérifier spécifiquement. En supposant que le pneu est suspendu au-dessus du plan du sol, vous devriez activer le’Test symétrique’, car cela pourrait accélérer le test d’environ 200 fois (ou combien de sections de pneu vous avez définies). Ceci n’est utile que pour les tests où vous ne déformez pas le pneu, car cela suppose que les forces du pneu sont uniformes sur toute la circonférence du pneu. Cliquez maintenant sur’nombre d’itérations par image’ et entrez quelque chose comme 500. Après quelques dizaines de secondes, l’essai du pneu sera de’100%’. Vous pouvez interrompre le test à ce stade en appuyant sur’Effectuer un itération’. Notez maintenant le  » rayon du pic « . Nous visons une déflexion plausible, donc disons que nous voulons une déflexion de 7 mm et que le rayon est de 0,255 m. Nous voudrions régler la’Hauteur au sol’ à -0.248m (négatif car le patch est en dessous du centre du pneu). Veillez à désélectionner’Symmetric Test’. Maintenant, réglez les itérations par image à quelque chose comme 9, appuyez sur CTRL+D pour désactiver les graphiques (cela accélérera un peu les choses), vous aurez à attendre quelques minutes. Les premiers résultats significatifs apparaîtront lorsque le pourcentage atteint environ 30%, mais la forme de la surface de contact continuera à changer subtilement jusqu’à ce que vous atteigniez 80% ou plus. En d’autres termes, dès les premières étapes de la conception de votre pneu, vous n’avez pas besoin d’attendre que ce test soit terminé à 100%. Vous serez déjà en mesure de repérer certains motifs dans la zone de contact qui nécessitent le réglage du pneu. Pour examiner le pneu, réglez l’appareil photo, regardez la plaque du pneu sur le côté et faites la mise au point sur la plaque de base. Vous pouvez manipuler la caméra en appuyant sur les touches CTRL+Numpad et CTRL+ALT pour des réglages plus précis. L’une des meilleures positions pour voir le patch est le plus souvent sur le côté, zoomée autant que possible (CTRL+Numpad3), les touches CTRL+Flèche permettent également de positionner la caméra. Ce qui peut ressembler à quelque chose comme ça :

Une surface de contact du pneu et les charges correspondantes, avec une certaine marge d’amélioration.

Dans ce pneu, la surface de contact est trop chargée à l’extérieur, ce qui nécessite soit plus de pression, soit une vitesse de rotation plus élevée pour aplatir la surface de contact. En tant que concepteur, votre devoir sera de rendre la surface de contact aussi lisse que possible, dans les différentes conditions que le pneu rencontrera lors de son utilisation sur piste. Tels que les virages à charge élevée, les virages à grande vitesse et les virages à faible vitesse. Bien sûr, en réalité, il n’existe pas de pression optimale pour un pneu. Cela dépend fortement de la charge, vous devrez donc en tenir compte lors de la conception de vos pneus. C’est en partie ce qui fait de la conception des pneus un processus itératif. Inévitablement, lorsque vous pensez avoir optimisé un pneu, vous serez en mesure de faire une version encore meilleure à l’avenir. Juste à noter qu’une attention particulière devrait être accordée aux conditions que vous verriez dans les virages. Par exemple, le carrossage avant par défaut du BT44B est de 1,5 degré. La charge typique pour un pneu extérieur est d’environ 2500 N, le coefficient d’adhérence à cette charge est d’environ 1,5. Cela donne une force latérale de 3750N.
Un autre pneu :

IMAGE MANQUANTE

Un type de pneu différent et des conditions plausibles dans lesquelles il a été testé.

Les aspects configurables les plus importants de ce pneu ont été mis en évidence. Pour ce tramway, les charges sont généralement observées autour de 1900 N sur les pneus extérieurs. Le coefficient d’adhérence est également autour de 1, soit une force latérale de ~1900N (ok j’ai légèrement dépassé). Les pressions à chaud optimales sont de l’ordre de 160 kPa, et le pneu voit typiquement environ 80�C pendant l’utilisation sur piste. Le carrossage typique est d’environ 1,8 degrés. Le carrossage est un attribut quelque peu difficile à déterminer, car les cambers optimaux varient, et le carrossage réel de la roue change en raison de la géométrie de la suspension, du roulis de la carrosserie et même de la flexion. Pourtant, cela nous permet d’être à peu près dans les temps. Il est intéressant de noter que la flexion latérale / le taux de flexion latérale pour la plupart des pneus est en fait similaire ou légèrement plus faible que le taux de flexion verticale pour ce pneu. J’ai donc été presque capable de deviner la distorsion nécessaire pour enregistrer une force latérale spécifique. La façon la plus simple de spécifier la force latérale correcte est de taper une valeur « Patch Test Force X », mais en entrant un « Patch Goal CG X », on obtient généralement un résultat légèrement plus rapide.

 

Rigidité verticale

La rigidité verticale est un produit principalement dû aux propriétés de construction des pneus. Principalement l’épaisseur et le type de matériaux utilisés, mais les angles de pli ont aussi une influence significative. En règle générale, une nappe posée plus latéralement croîtra davantage avec la vitesse de rotation et la pression des pneus, tout en produisant un pneu globalement plus rigide. Comme avec n’importe quelle  » règle « , il y a des exceptions à mesure que vous vous rapprochez de l’une ou l’autre extrémité, la situation peut complètement s’inverser. Cela se complique également à mesure que vous ajoutez des couches de plis supplémentaires. Par exemple, une ceinture de 0 degré empêchera gravement la croissance du pneu, en conservant beaucoup plus étroitement sa forme d’origine. En fin de compte, il produira également un pneu plus souple lorsqu’il sera confronté à des forces verticales ou latérales pures. Bien que je ne connaisse aucun pneu de ce type, en théorie, si l’on mettait une ceinture de 90 degrés dans le pneu, cela produirait aussi un pneu assez mou. En revanche, c’est principalement parce que la construction ne sera pas en mesure de maintenir la forme d’origine des pneus. Il croîtra de façon significative avec la pression et la rotation, produisant une surface de contact plus étroite, ce qui donnera un pneu avec un taux de ressort initial doux qui augmente de façon significative avec la déflexion. On se retrouverait essentiellement avec un arc important dans la section de la couronne, et principalement en raison de la petite taille de la surface de contact, le pneu sera assez mou. Les angles de construction les plus forts seraient d’environ 45 degrés, car cela répartit toutes les forces sur la plus grande surface possible.

Traduction du modèle QSA en modèle temps réel (une autre feuille de calcul !)
Dans l’article précédent du blog, j’ai mentionné que nous utilisons un modèle de brosse avec un anneau rigide 6-DOF. La nature de ce modèle signifie que nous avons besoin que les poils fléchissent indépendamment de l’anneau, ce qui en soi est infiniment rigide (c’est une pratique courante, car cela permet de gagner du temps au processeur). Ce modèle de flexion s’effectue au moyen des essais de flexion verticale au moyen d’une plaque de contact, mais les paramètres suivants doivent être respectés pour le modèle de flexion latérale et longitudinale. Les paramètres sont fournis par les valeurs suivantes de la section[Realtime] :

SpringConditions=(<gauge_pression>,<carcass_temper ature>,<rotation_squared>) // conditions dans lesquelles les valeurs de ressort de base ont été calculées
BeltSpringX=(<base>,<per_unit_pressure>,<per_unit_ temperature>,<per_unit_rotation_squared>)
CeintureRessortZ=(<base>,<per_unit_pression>,<per_unit_température>,<per_unit_rotation_carrée>)
TreadSpringXPerUnitArea=(<base>,<per_unit_pressure >,<per_unit_temperature>,<per_unit_rotation_square d>)
TreadSpringZPerUnitArea=(<base>,<per_unit_pressure >,<per_unit_temperature>,<per_unit_rotation_square d>)

Afin d’obtenir des chiffres raisonnables pour certains paramètres, +tTool avait introduit les tests par lots il y a quelque temps. Pour générer des données significatives à partir des tests par lots, nous avons une nouvelle feuille de calcul qui s’appelle « QSA Batch Tester V0.26 – BT44 Rear.ods« . Vous pouvez l’obtenir depuis le coin dev sur rFactor.net.

 

Feuille de calcul de l’analyseur de lots QSA

En ouvrant le tableur, vous remarquerez, nous l’espérons, « Bureau d’information : » sur la première feuille. Il s’agit d’une sorte de guide étape par étape expliquant son utilisation. Bien que je développerai plus en détail ici sur ce qu’il fait, et comment l’utiliser. La feuille de calcul est un moyen de générer un ensemble de conditions dans lesquelles tester un pneu dans la section QSA. Le modèle Quasi-Static est un modèle à très haute rigidité de détail. Les données de frottement ne sont pas simulées dans ce modèle, mais plutôt les dimensions, la masse, l’inertie et la rigidité physiques des pneus. Alors que les propriétés de frottement, d’usure et de thermodynamique sont entièrement définies dans le modèle en temps réel (bien que la thermodynamique dépende également du modèle QSA). La feuille de calcul’QSA Batch Tester’ est préremplie de valeurs conçues pour mesurer la rigidité latérale et longitudinale du pneu, et comment elle varie selon les conditions. Ces tests sont plutôt lents et prendront plusieurs heures à calculer sur la plupart des machines, donc vous voudrez peut-être les exécuter pendant la nuit ou en arrière-plan. En bref, les angles de crête de glissement sont dictés par la rigidité globale du pneu, mais aussi par la façon dont le composé réagit à la température. Pour ceux qui sont familiers avec le réglage de l’ancien fichier de pneus rF1.TBC, les taux des ressorts à crin peuvent être réglés de la même manière que les valeurs LatPeak=. Si vous adoucissez les taux de ressort, les angles de glissement maximaux seront plus élevés. Si vous voulez que l’angle de glissement maximal soit plus faible à des charges élevées, mais similaire à des charges plus faibles, vous réduisez généralement la valeur de rigidité de la bande de roulement et augmentez la rigidité de la courroie. Cela va à l’encontre de l’objectif d’utiliser les données QSA pour établir des tableaux de rigidité, mais cela peut être utile pour déterminer si les propriétés de construction du pneu doivent être modifiées. Par exemple, si l’angle de glissement maximal souhaité est de 9 degrés et que votre pneu actuel fournit environ 7 degrés, la rigidité du pneu devra être réduite à environ tan(7)/tan(9). Nous pourrions donc utiliser ces connaissances pour accorder notre pneu afin qu’il soit encore plus souple dans notre prochaine version. Cependant, comme pour la plupart des choses, il faudra veiller à ne pas trop ramollir le pneu à la verticale. Dans un tel scénario, la zone de contact sera plus longue, ce qui peut exiger que le pneu soit encore plus mou pour maintenir un angle de glissement maximal plus élevé. Toutes choses étant égales par ailleurs, cela pourrait ressembler à quelque chose comme :

Les angles sont hypothétiques, le fait que la surface de contact s’étale sur une plus grande surface augmente effectivement sa vitesse de ressort. Ceci est dû au fait que plus de poils seront en contact avec le sol. Le résultat final est que l’angle est beaucoup plus raide parce que le patch est à la fois plus court et plus déformé.

La prochaine partie portant sur les pneus sera la dernière grande partie, couvrant principalement le modèle Realtime. Il sera jumelé à une autre version de tableur, pour générer des tests en temps réel par lots. Ces tests peuvent être utilisés pour établir des courbes de frottement, ou d’autres courbes au choix.

 

Via
RFACTOR 2 SUR STEAM ICI
Source
L´ARTICLE ORIGINAL EN ANGLAIS ICI
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