Goodyear Rivoluziona: Simulazioni Pneumatici Riducono Test Reali!

di
Goodyear

La simulazione elimina la necessità di 60.000 miglia di test su pista per ogni ciclo di sviluppo

In contesto: Sebbene i pneumatici non possano mai rubare la scena a componenti automobilistici più appariscenti, la loro importanza e la sofisticatezza del loro sviluppo non dovrebbero essere sottovalutate. L’unione tra simulazione avanzata e test nel mondo reale promette di offrire pneumatici più sicuri, efficienti e performanti.

Nel settore dell’ingegneria automobilistica, i pneumatici spesso passano in secondo piano rispetto a componenti più affascinanti. Mentre gli appassionati di auto possono fissarsi sulle cifre relative ai cavalli vapore e i consumatori medi danno priorità alla connettività con gli smartphone, è il modesto pneumatico che funge da interfaccia essenziale tra il veicolo e la strada. Come ha eloquentemente spiegato Chris Helsel, Chief Technology Officer di Goodyear, a Ars Technica, “Senza di essi, nessuno può andare da nessuna parte. Almeno, non molto lontano.”

L’industria dei pneumatici ha fatto grandi passi avanti dai tempi in cui la composizione dei pneumatici era avvolta nel mistero. Oggi, aziende come Goodyear hanno accumulato enormi quantità di dati, permettendo loro di creare simulazioni molto precise che riducono significativamente i tempi di sviluppo.

Helsel, che è entrato in Goodyear nel 1996 come parte di un piccolo team concentrato sulla simulazione dei pneumatici al computer, ricorda i primi giorni di questa tecnologia. “Nel ’96, a Goodyear, sembrava quasi di essere in ritardo per la festa per quanto riguarda quello che chiamiamo analisi degli elementi finiti, che consiste essenzialmente nel suddividere una grande struttura in piccole parti,” ha detto.

Simulare il comportamento dei pneumatici è un compito incredibilmente complesso. Helsel ha descritto diverse sfide, tra cui la deformazione dei pneumatici, l’interfaccia pneumatico-strada, il contatto pneumatico-cerchione e la complessità dei disegni del battistrada. “Un pneumatico si deforma del 40 percento ogni volta che ruota, quindi quell’enorme quantità di spostamento, o cambiamento, fa sì che quegli elementi si spostino, e ciò causa instabilità numerica,” ha detto Helsel. Ha inoltre sottolineato la difficoltà di risolvere l’equazione dell’attrito nel punto in cui il pneumatico incontra la strada e di rappresentare accuratamente i dettagli intricati dei disegni del battistrada nei modelli geometrici.

Nel corso degli anni, le capacità di simulazione dei pneumatici si sono notevolmente espanse. Dalla semplice previsione delle forme dell’area di contatto negli anni ’90, Goodyear può ora modellare pneumatici in piena fedeltà, includendo varie condizioni climatiche. Simulare le condizioni di neve, ad esempio, può essere molto complesso, ha detto Helsel. “La neve si collega, poi si rompe. È un problema numerico davvero difficile.”

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Goodyear ha portato la simulazione dei pneumatici al livello successivo con l’introduzione di simulatori con conducente. Ora ne possiede due: uno ad Akron, Ohio, nel 2021, e un altro in Lussemburgo nel 2024. Questi sistemi avanzati, simili a quelli utilizzati nel motorsport, permettono di testare dinamicamente i pneumatici senza la necessità di prototipi fisici.

Queste strutture hanno notevolmente accelerato il processo di sviluppo dei pneumatici. Helsel osserva che alla fine degli anni ’90, lo sviluppo dei pneumatici poteva richiedere fino a 10 iterazioni fisiche. Con i miglioramenti nella simulazione dell’impronta, questo numero è stato dimezzato. L’introduzione di modellazione dei pneumatici ad alta fedeltà e simulatori lo ha ulteriormente ridotto a soltanto una costruzione fisica e una conferma del test.

Questo guadagno di efficienza si traduce in significativi risparmi di risorse. Steve Rohweder, VP dello Sviluppo Tecnologico di Goodyear, stima che il nuovo processo elimini la necessità di circa 13.000 pneumatici e 60.000 miglia di guida su pista di prova per ogni ciclo di sviluppo.

“Abbiamo fatto variazioni negli studi con le dimensioni quando definiamo gli obiettivi lavorando con il produttore prima che inizi lo sviluppo del veicolo,” ha spiegato Rohweder. “Le dimensioni del pneumatico sono facili da aggiustare. Composto, grandi cambiamenti di design – quando hai i dati e li prepari, puoi entrare nell’ambiente del simulatore e muoverti rapidamente nello spazio di design per scoprire cosa il conducente sente che sia più efficace e migliore per colpire quel bersaglio.”

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