Seguimos trabajando con el modelo

Aunque con ciertas complicaciones en el tema personal ya que me vuelven a operar de la clavícula, he dedicado bastante tiempo a "pulir" el modelo matemático de predicción de la dinámica del chasis de la Ducati 1098.

Ya tengo terminadas las condiciones de estudio plano, es decir, en situación de aceleración y frenada, ya que el paso por curva llevará más tiempo por la dificultad que tiene modelar el neumático en esas condiciones. Se necesitan muchos parámetros y características que solamente con datos del fabricante o con ensayos podría conseguir. Otra solución es ir ajustando esos parametros hasta llevarlos a darnos soluciones coherentes y adaptadas a las medidas realizadas con la telemetría en pista, cuando lo tenga más avanzado daré más detalles.

De momento, las simulaciones lanzadas, se adaptan muy bien a los valores recogidos en la telemetría, permitiendome conocer en todo instante (en aceleración y frenada por el momento) toda la física de la moto, geometría, cinemática, esfuerzos soportados por todos los componentes ... TODO.
De momento el modelo es algo "rigido" en el sentido de que no existe interfaz para la entrada de datos, si no un código de programación en el que resulta un poco laborioso modificar por ejemplo la precarga del muelle, clicks de compresión de horquilla, avances.... para ver como impactan en el comportamiento final de la moto. No es que sea largo, si no que un trabajo final podría ser hacer un interfaz sencillo y gráfico donde cualquier usuario pudiese explotar el modelo y hacer su puesta a punto o analisis del chasis.

Voy a intentar listar los parametros que entran en el modelo y que dan una idea del nivel de detalle hasta donde, por el momento, he llegado.

Se han discretizado las masas, inercias y sus centros de gravedad en todos estos elementos:

- Rueda trasera y delantera con discos de freno.
- Buje trasero, pinza de freno trasero y corona de transmisión.
- Baslulante.
- Amortiguador, bieleta de regulación de altura y palanca de progresividad.
- Chasis, cableado, radiador y periféricos unidos al chasis.
- Motor.
- Depósito de combustible con la variante de cantidad de combustible en su interior.
- Tijas, rodamientos...
- Botellas y barras de horquilla con pinzas de freno.
- Subchasis con colas de escape.
- Piloto.

Existe la posibilidad de variar cualquier geometría de la moto, longitud de basculante, regulación de la bieleta de regulación de altura, batalla, posición de cualquier elemento antes mencionado con el fin de variar el c.d.g. global del conjunto, offset de las horquillas, coeficientes aerodinámicos de carenados o capacidad de acople del piloto, altura eje de basculante, diferentes desarrollos con coronas/piñones diferentes para ver el impacto que esto produce en el squat por el "tiro" de la cadena en aceleraciones.... Esto solo es una pincelada de variables que tengo en cuenta, si entramos en suspensiones, tengo modelado:

- La rigidez del muelle amortiguador y horquillas.
- Los clicks de compresión y exensión de los hidraulicos de horquillas y amortiguador (a pulir con datos del fabricante)
- La precarga de los muelles.
- El nivel de aceite en las horquillas.
- La rigidez y presión de inflado de los neumáticos

... y más...

- Rigidez torsional del chasis.
- Coeficientes aerodinámicos.
- Densidad del aire dependiendo donde se ruede, altura, temperatura....

Con las primeras simulaciones lanzadas, se ha discretizado el chasis como elemento aislado en elementos finitos, metiendo como condiciones de contorno los datos obtenidos de Matlab como son:

- Todas las masas, inercias impactadas en el chasis.
- La aceleración longitudinal (aceleración y frenada) importada de la telemetría.
- Las fuerzas resistentes aerodinámicas.
- Las fuerzas y par en la pipa de dirección.
- La fuerza de tensión de la cadena de transmisión.
- Las fuerzas generadas por el sistema de progresividad de suspensión trasera.

Finalmente mido reacciones en el eje del basculante y verifico que coinciden con la fuerza que actua sobre el chasis, y efectivamente, así ha sido.

Ahora mismo puedo predecir como se "retuerce" el chasis en una aceleración y frenada, los niveles de deformaciónes, tensiones, las barras que mejor trabajan, donde se puede optimizar para tener la mejor relación peso-rigidez.
En mi opinión esta es la vía de desarrollo que se debería tomar en el diseño de un chasis y que las empresas más punteras de la industria utilizan para la optimización de sus productos y llegar a ser los mejores y destacar del resto.
Espero equivocarme pero tengo la sensación de que la competición se basa más en la experiencia que en el uso de estas herramientas y la ingeniería.

Volviendo al modelo, me encantaría haberlo podido validar con unos ensayos instrumentando el chasis con galgas extensométricas y dando unas vueltas en pista. Sería muy gratificante el certificar que el modelo matemático es correcto o al menos tomar las medidas oportunas para corregirlo.

Hace unos años trabajé en la instrumentación de los comandos de alerones para los primeros ensayos de vuelo de un avión con galgas extensométricas y me ayudó a coger algo de experiencia en este campo, tipos de montaje, configuración eléctrica, puente de Wheatstone a implimentar... y a priori, creo que resultaría algo complicado en la moto, ya que el nivel de tensiones encontrados son bajos, muy lejos del límite elástico del acero, y en estas condiciones con deformaciones tan bajas es dificil medir.
En estas condiciones lo que hacia es crear un amplificador mecánico para aumentar el nivel de deformaciones en la zona a medir y mejorar los resultados y resolución del ensayo. En el caso del chasis.... habría que pensarlo un poco, pero seguro que existe una solución.

Me encantaría que algún constructor de chasis estuviese interesado en seguir esta linea de trabajo e invirtiese un poco de dinero en investigar todo esto, ya que se necesitan medios que un pelamanillas como yo no tiene.

Aunque hacer este tipo de cosas me es gratificante, sobre todo en estos momentos de inutilidad a causa de la puñetera clavícula, a la vez es un poco frustrante el que queden en saco roto y no puedan ser explotadas... en fin.

Escrito por Iván Martinez