Développement d’un modèle dynamique et quantification de l’influence du profil de la route sur un véhicule

Louis Gagnon

Soutenance de thèse

Doctorat débuté à l'automne 2009

Chaire

CodirectionMarc J. Richard, g. mécanique

Guy Doré, g. civil

Coûtsà la société

Quantification de l’impact de l'uni

Coûtsà la société

8%

Essence

inévitable

Santé

Usure

x2+ x2+

Sécurité

/

ProfilIRIAutres indices

Inspection des chaussées

Quantifier l’impact de la dégradationIdentifier les caractéristiques nuisibles des profilsProposer des seuils d’intervention

Construire un modèle multicorpsÉtudier plusieurs profils

Objectifs pratiques

Méthodologie

Dynamique MulticorpsLogiciel MBDynFreightliner, Manac, Michelin

Modèle de camion

La cabine

Ressort & amortisseur 3D en translation

Prismatique

En ligne

Ressort & amortisseurverticaux

Algorithmes de contrôleVitesse & Direction

Parcours estimé

Parcours souhaité

Pilote automatique

Pertes énergétiques de base

Roues = cte

Aérodynamique

TransmissionDifférentiel

Modèle de pneus

Anneau rigideRoue

Plaque de contact

Interaction avec la chaussée

Éléments résiduelsRetard dynamique

Profil de la routeSuper ellipseMoyenne en deux points

Lien entre la roue et l’essieu

Cylindrique Articulation totale

Ressort & amortisseur3D angulaire

Ressort & amortisseur 3D en translation

Formules empiriques

Force latérale Force longitudinale Couple d’alignement

Résistance au roulement

Autres considérationsAccélération centrifuge

Matrice jacobienne

Longueur du contactRotation artificielle

Ralentissements au neutre

Procédure SAE-J2263

Rang Smith

Campagne expérimentale

43 t

Semi-remorque

80 km/h

22 roues

20 lectures

11 signaux captés

Pesées et météo

Lectures du profil

Étalonnages et validations

Procédures de minimisation2 pour pneus1 pour lectures2 pour camion

Coefficient de détermination

Courbe du modèle

Courbe de référence

Sa moyenne

Fonctions objectifs du pneuDonnées de Michelin

12 courbes de forceForme du pneu

Tests d'impact avec barettes

Forces aux pneus

Barettes de 5 mm à 60 km/h

Éléments finis de Michelin

Fonctions objectifs du camion

Répartition du poids

Signaux en position

Fréquences naturelles

Énergie cinétique

Signal du siège

Fréquences long. à l'essieu avant

40 profils réels → 200 profils100 km/h, 1 kmCalcul des impacts

Étude de profils

Usure

ISO 2631-1(valeur efficace)

Santé

Sécurité

Consommation d'énergie

Indices développés

Indices sur profils moyens

Longueurs d’ondes : indices et profils

Consommation d'énergie

Décomposition par gammes d'ondes

Sécurité

Usure des pneus

Usure des suspensions

Santé

Analyse par fréquences (FFT)

Conclusion de l’étude de profils

IRI : usure des pneus, impact global et sécurité

Influence des bandes d’ondespetites pour usure des pneusmoyennes pour énergie, sécurité et usure des piècesgrandes pour santé

Indice sécuritéénergie et sécurité

Profils moyens préférables

3.0 < IRI < 5.5

Contributions à la recherche

Indices simples et corrélations avec divers impacts

Modèle de pneu avec approche implicite

Modèle spécialisé dans l’interaction véhicule-routeMéthode complète d’évaluation précise des impactsTemps de calcul de 1 km/h par processeur

et un grand merci aux partenaires

Merci aux collaborateurs externes