[Technique] Dynamique moto et réalité virtuelle

Dans le topic sur l’effet gyroscopique

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on a entrevue une approche différente de l’étude du comportement du 2 roues, ce qui m’a encore conforté dans l’idée qu’on ne peut pas voir l’incidence sur le comportement de la moto d’un paramètre en étudiant que celui-ci (théorie du step by step selon Pépé) et surtout en l’étudiant que sur un seul plan qui tend a réduire la moto a un seul solide rigide.

Tous les paramètres ont une influence qui varie selon la vitesse et la phase de roulage (accell, freinage,virage).

ci aprés un graphique de stabilité d'un vélo en ligne droite:

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j’ai fouiné un peu le net et j’ai trouvé qu’il y a des gens qui étudient depuis longtemps le comportement dynamique global d’un deux roues
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a ce stade on imagine déjà la complexité de la tache ,…
mais nous vivons a l’époque de l’informatique et de de la réalité virtuelle qui consiste a obtenir une visualisation prédictive du comportement

La réalité virtuelle est déjà fortement développée dans les domaines automobile, aéronautique,.., c’est un " monde "qui évolue très vite et bien que ça se passe en général dans les labos très secrets des constructeurs , les gameurs en connaissent l’évolution au travers des jeux de plus en plus réalistes (on peu même modifier les réglages de son auto…)

mais cette "science"nouvelle technologie n’en est encore qu’a ses débuts en ce qui concerne les 2 roues lol

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Il s’agit donc de modéliser la moto , donc d’entrer dans le programme les équations des loi de la physique et de la mécanique concernées (la ça devient lourd en équations différentielles, matrices vectorielles, etc…..) et de vérifier si le modèle fonctionne en réel et ceci est vraiment facile aujourd'hui avec les progrès de l’acquisition des données



Voici quelques étapes que j’ai retenu (il en manque mais ce serait trop long)


en 1971 Sharp étudie la stabilité de la moto et sa sensibilité aux modifs des paramètres géométriques et propose un premier modèle (ou le pilote est considéré comme faisant partie du corps rigide principal..)

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-en 1973 eaton et segel modifient les équations de sharp et intègrent les couples d’autoalignement et renversement.

Mais ces modèles ne sont pas encore suffisamment proches de la réalité

-en 1994 Sharp propose un nouveau modèle ou l’ensemble est décomposé en 4 corps rigides

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-en 2001 Sharp et Al proposent un modèle qui intègre la suspension et un modèle de contact pneu / route plus évolué

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Ah oui, merde il y a les pneus ….

En fait tous les modèles ont commencés a être réalistes qu’a partir de 1987 (pour les autos)

Grâce a un type qui a passé la moitié de sa vie a les étudier pour trouver de manière empirique une formule

C’est la fameuse formule magique de Pacejka

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Cette formule a ensuite été adaptée aux 2 roues (angle)avec les travaux de Vries et Pacejka , encore amélioré par la suite,.. effets gyro, ( Pacejka, Al, Vries, tezuka, …)97 a 98 pour finir par les paramètre de relaxation et rigidité (Al, Doria, Cossalter) 99 a 2001


Cossalter ?!?!! tiens tiens ?!! lol… depuis " Padoue" semble être a la pointe de la recherche dans ce domaine [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

"Padoue" a donc développé un modèle nommé Fastbike

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Voila c’est un petit résumé , mais je trouve cet aspect très intéressant
Vue l’évolution rapide des nouvelles techno, on devrait voir rapidement des évolutions…, même sur la façon de piloter une moto


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NDLR: Merci Pépé car seulement 2 ans en arrière seul l'aspect moteur des motos retenait mon attention , aujourd'hui , grâce a toi ,je mesure toute l'importance de leur géométrie et cinématique

Où l'on voit que "Padoue" et d'autres ont, de plus ou moins longue date, creusé le sujet de façon bien plus approfondie qu'on ne pouvait le penser jusqu'ici, non seulement avec des outils théoriques puissants, mais aussi avec des expériences spécifiques, et une "publication" impeccablement mise en forme, bref tout ce qui constitue la "méthode scientifique", la même que celle qui a été capable de faire voler des avions, d'envoyer des satellites aux mile-et-une fonctions (GPS, Télé, Météo, etc...). Du solide, quoi...
Mais comme pour tous les travaux de recherche quand on arrive à la pointe extrême des avancées, avec le double risque de "mettre à côté" dans la formulation des hypothèses, et d'essuyer alors la sanction impitoyable de la "Marâtre Nature", qui elle, ne se trompe jamais, comme me l'apprenait mon prof de physique de terminale.

Merci à tous

+ 1

"une étude qui remonte à 1971 "- hihi - tu vas énerver Gilles_à_paris . . .

Faudrait demander aux programmeurs de SBK09 (jeux Xbox) quelles sont leurs formules utilisées pour leurs jeux car une simple modif sur le setting de la moto et celle ci réagit différemment...ils ont surement copié cela quelque part! un programmeur n'est pas un physicien ...au départ.

cristogrr a écrit:

..... un programmeur n'est pas un physicien ...au départ.

Pour concevoir et mettre au point des animations réalistes dans des jeux, la physique et les mathématiques sont indispensables.
Les entreprises qui créent ces jeux font appel à de multiples compétences, artistiques ou scientifiques.
Je me rappelle avoir été contacté une fois pour aider à mettre en équation des animations de motos.
Il n'y a pas eu de suite mais ça m'aurait sans doute plu (même si je ne suis pas un joueur sur écran....quoique Solidworks m'amuse quand même pas mal).

Pour faire joujou avec tout ça, c'est plus du coté de Sim Mechanics ou Adams qu'il faudrait aller voir. J'ai aussi eu une velléité de me faire un "mini soft" de corps rigides dédié au 2 roues. J'ai lâché l'affaire, c'est beaucoup trop compliqué si on n'a pas vraiment du temps à y consacrer. D'autant qu'il y a déjà pas mal de chose en "libre" qui existent, certaines mieux que d'autres. Pour ma part, j'essaye de faire des choses avec MBDyn, mais c'est pas encore tout de suite que j'aurais une moto. Mais déjà, il y a un module pour les contraintes non-holonomes (roue qui roule, quoi). Mais ça, c'est sans compter les pneus... Parce que même si les modèles de Pacejka donnent de bonnes idées, ils sont encore loin d'être performants et précis, pour une utilisation prédicitive, par exemple.

Mais ce qui m'a fait définitivement abandonner, c'est l'étude de Delft : pour un modèle "réaliste" de vélo (pas de suspensions, une seule articulation...), on a déjà 25 variables. Ils sont descendus a 8 pour leur "trottinette", ce qui est déjà énorme. Pour une moto, si on veut essayer de faire pareil pour optimiser une suspension, ou une cinématique, c'est juste impensable à l'heure actuelle, si on . Les équations qui régissent les corps solides sont très non-linéaires, donc si on veut lancer pleins de calculs pour étudier l'influence relative des paramètres les uns par rapports aux autres, c'est extrêmement couteux. Et les calculs sont une chose, mais après, il faut analyser. Perso, je ne connais personne qui sache faire ça sur un modèle à 25 paramètres.

Thieu a écrit:

, c'est extrêmement couteux. Et les calculs sont une chose, mais après, il faut analyser. Perso, je ne connais personne qui sache faire ça sur un modèle à 25 paramètres.

c'est clair , il faudrait demander a la NASA lol

ils ont forcement dus développer un modèle virtuel de la navette avant de la construire et même réaliser préalablement le simulateur de vol pour l'apprentissage des pilotes

Honda par ex , dispose d'un département robotique et réalité virtuelle..... Padoue mème avec l'aide d'Aprilia , ça fait petit a coté...

Thieu, quand j'ai écrit ça : "...Il n'y a pas eu de suite mais ça m'aurait sans doute plu (même si je ne suis pas un joueur sur écran....quoique Solidworks m'amuse quand même pas mal)."
ce n'était pas pour dire que j'aurais fait ces travaux avec Solidworks. Ce n'est effectivement pas l'outil adapté.
Il s'agissait d'écrire un minimum d'équations pour aider ensuite à réaliser le programme d'animation le plus réaliste possible.
C'est juste le résultat visuel et les sensations du joueur qui comptaient.

Ben, justement, le minimum d'équation, j'ai déjà fait l'effort de l'écrire. C'est pas ça le plus dur. Le plus chiant, c'est d'intégrer numériquement et proprement. Les problèmes de corps rigides sont assez compliques à résoudre numériquement. Si ça t'intéresse, j'ai pas mal de littérature, sur le sujet.

Pépé : J'suis toujours sur le problème que tu m'as soumis. Mais avec toujours les mêmes conclusions, malgré les corrections. Faut que je me fasse une maquette pour valider mes calculs, et comprendre où est la boulette, s'il en reste une.

Merci, Thieu, pour ta proposition. Mais je ne suis ni assez compétent ni assez disponible pour m'attaquer à cela.
Je me serais bien contenté de quelque chose de très approximatif. Bien loin de ce que tu décris. Je ne crois pas que nous parlions du même "minimum".
Tu sembles toujours parler de quelque chose de très élaboré alors que je n'évoquais qu'un rendu "satisfaisant à l'écran" pour un jeu.
Mais j'ai arrété malgré tout très vite.
Je vais plutôt chercher à m'entrainer avec ça :
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au cas où....

Thieu a écrit:

Pépé : J'suis toujours sur le problème que tu m'as soumis. Mais avec toujours les mêmes conclusions, malgré les corrections. Faut que je me fasse une maquette pour valider mes calculs, et comprendre où est la boulette, s'il en reste une.

Tu ne te sers pas de la longueur de chaîne comme d'une "tangente" par hasard ?

Thieu a écrit:

c'est sans compter les pneus... Parce que même si les modèles de Pacejka donnent de bonnes idées, ils sont encore loin d'être performants et précis,

Monsieur Bibendum propose des jeux de paramètres propres a ses produits:

MonsieurBibendum a écrit:

MICHELIN Engineering & Services fournit des jeux de paramètres pour le modèle de pneu bien connu Magic Formula 5.2 de Pacejka. Ce modèle de pneu peut être utilisé pour simuler le comportement véhicule

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A voir si ils le font pour les pneus Moto

Les modèles de pneus performants sont extrêmement chers, et sont des propriétés industrielles jalousement protégées. Si Michelin fournit gracieusement les propriétés pour les modèles de Pacejka, c'est déjà un bon début. Mais les connaissant (Michelin) pour avoir travaillé avec eux, s'ils donnent quelque chose, c'est parce que ça n'a pas grande valeur...

Par ailleurs, je ne me suis jamais posé la question de la validité du modèle de Pacejka pour le pneu moto. Pas sur que ca soit licite. Mais je n'ai jamais cherché à savoir si c'était OK ou pas.

Pépé : J'ai trouvé mon erreur, et je retombe sur mes pattes. J'aurais des résultats intéressants à te montrer

Sur le site de "Padoue"

il y a deux modules qui méritent le détour:

DIAPOS

et

un extrait interactif du livre

MOTORCYCLES DYNAMICS

en téléchargeant le plugin "livemath" on voie dans le volet de gauche des graphiques dont certains sont animés

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Pickup a écrit:

"Sur le site de "Padoue" Il y a deux modules qui méritent le détour"

Certes Pickup, si l'on veut avoir une vue de ce qui se pensait il y a 25 ans, en confondant empattement réel et l'empattement apparent ne tenant pas compte des IUWAs...
Mais la discussion à eu lieu dix fois et personne, je dis PERSONNE n'a pu nous expliquer COMMENT à quoi cela pouvait servir pour concevoir une moto.
... Mais rassures toi, je ne vais pas une fois de plus tenter d'expliquer la différence. Après tout chacun est libre de "CROIRE" en ce qui il veut et même en Saint Antoine !!!

Eric Offenstadt a écrit:

Certes Pickup, si l'on veut avoir une vue de ce qui se pensait il y a 25 ans, en confondant empattement réel et l'empattement apparent ..

je ne voie pas de confusion


Il fait bien la différence entre


la géométrie a plat (plan vertical) avec l'empattement "p" de construction mécanique (vue statique) , planche N°1.2 : GEOMETRY

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et les contacts réels au sol "pf et pr" (dans une phase dynamique), ici la Planche N°1.6: PITCH


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On pourrait, bien sur , ajouter la suspension et la chasse pneumatique pour "compliquer" un peu les exemples donnés


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Eric Offenstadt a écrit:

COMMENT à quoi cela pouvait servir pour concevoir une moto.
...

ça c'est le sujet du topic : Modéliser les paramètres (soit entrer les lois de variation dynamique dans un programme) sert a obtenir une visualisation prédictive...

ce qui (à terme) devrait économiser pas mal de protos ainsi que de nombreuses journée de test sur piste...

car , en vrai , dans le réel , il n'y a que de la dynamique....

Pépé t'as effacé ton dernier post ?



cela veut'il dire que tu te rallies a la cause Cos Alter'O phile

Sa démarche et ses recherches ne sont pas en contradiction avec tes idées générales


voila une vidéo sur une chose que j’imaginai impossible ....








ROBOT




EDIT: non t'as pas effacé mais tu l'as fusionné dans un autre topic : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]


Alors, je me permet de remettre ta réponse ici:

Eric Offenstadt a écrit:

Pickup a écrit:

Eric Offenstadt a écrit:

Certes Pickup, si l'on veut avoir une vue de ce qui se pensait il y a 25 ans, en confondant empattement réel et l'empattement apparent ..

"je ne voie pas de confusion
Il fait bien la différence entre la géométrie a plat (plan vertical) avec l'empattement "p" de construction mécanique (vue statique) [Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Eric Offenstadt a écrit:

COMMENT à quoi cela pouvait servir pour concevoir une moto.
...

"ça c'est le sujet du topic : Modéliser les paramètres (soit entrer les lois de variation dynamique dans un programme) sert a obtenir une visualisation prédictive...
ce qui (à terme) devrait économiser pas mal de protos ainsi que de nombreuses journée de test sur piste...
car , en vrai , dans le réel , il n'y a que de la dynamique..."

Et bien... Je ne vois toujours pas où il prend en compte les IUWAs (Bump accelerations).
En effet avec une telesco il est facile de visualiser l'empattement comme le montre le schéma, puisqu'il s'agit d'une cinématique linéaire.
Mais avec une suspension alternative on peut très bien avoir une cinématique d'axe de roue parfaitement verticale ET une montagne d'IUWAs.
Je m'aperçois progressivement à mesure que j'aborde le sujet, que c'est tellement complexe que jusqu'à maintenant, à part Matthieu notre petit génie qui vérifie tout sans presque jamais intervenir dans le FORUM et en construisant des maquettes et bientôt un proto complet ? Et aussi mon Ingénieur en chef (parce qu'il a le nez sur la cinématique des deux empattements "réels").... personne n'a réussi vraiment, à en mesurer les implications. Et même cela fout régulièrement en rogne les sachants, même les plus intelligents d'entre eux. Qui n'arrivent même pas à me croire sur parole quand je décris des expériences véritables, réalisées sur de vraies suspensions alternatives de nombreux type (Dont la BUT à IUWA = 0), avec de vrais pilotes de classe mondiale et des acquisition de données...[/b] Mais dans un sens, c'est un bien pour un mal: Cela montre au moins que c'est tellement hors normes et hors des schémas de pensée habituels des écoles de Physique mécanique... que la sortie de la boite ne se fera pas sans une violente résistance. Il faut dire que c'est à dix années lumières de ce qu'on raconte dans les livres et que la condition préalable pour "clicquer" sur le sujet est D'ABORD" de faire table rase de toute idée préconçue (les fameux "je crois que"... " j'ai lu que"... "la communauté scientifique est d'accord pour"... ) et de vraiment sortir ses neurones de "la boite".
Être 100% curieux, quoi !

Je dois ajouter que la suspension de la BUT était "IUWA perfect" parce qu'en faisant marcher la suspension j'avais instinctivement réglé la cinématique pour cela...
... Ensuite, il m'a fallu 32 ans exactement pour comprendre ce que j'avais fait instinctivement.

Pickup !!!! Tu as vraiment l'esprit de contradiction !


Si tu lis ATTENTIVEMENT ce que je j'écris dans le topic "Listing de suspension" tu comprendras, si tu daignes faire un petit effort que je suis diamétralement à l'opposé à ce que raconte Cossalter.
Je me situe dans une approche dynamique (Inertielle) et j'essaye d'expliquer que calculer des moments sur une suspension sans comprendre comment fonctionner le générateur global qui fournit l'énergie influant sur la hauteur du CoG est obsolète et que prendre la broche comme repère de "forward displacement", c'est en retard de trois décades. Relis mieux Pickup !
Tu peux toujours passer un MP à Matthieu, le petit génie de notre forum: Il est plus doué que moi pour expliquer...
Bon Pickup... je te quitte pour aller voir la F1 !

Et voici un MP de Graham qui n'ayant rien de bien indiscret peut je pense être défloré ici! :

GrahamB a écrit:

"To be able to modifie this kind of software to take in account the train speed".
Salut Eric,
Les logiciels existants ce n'est pas forcement mon truc... mais oui, il serait possible.
Effectivement on passe par un processus d'itération:
Ordre 0: on suppose bêtement que la roue se déplace verticalement, d'où on calcule le point auquel
la moto va descendre à l'avant et monter par arrière pour un freinage donné ;
Ordre 1 : Donné ces chiffres, on ajoute la distance que la roue va reculer vers le CdG dans ce cas. Voilà,
ça change (d'environ 5%) les chiffres, donc on refait les calcules de descente et de montée...
Ordre 2 : Mais ça change également la recule... donc on refait le calcule...
Ordre n : on continue à partir des chiffres de l'ordre n-1.
L'important, c'est que l'erreur va diminuer à chaque étape, donc on s'approche tant qu'on veut à la réponse
exact. Evidemment, fair tout cela avec un crayon sur papier, ça fais vite chier, donc il faut un logiciel qui tourne tout seul.
Mais de toute façon, vue que le pilot va basculer un peu quand il freine, ce ne serait pas le peine de chercher une
précision à 1/10^6...
Pour passer à l'étape prochaine, optimiser les cotes pour minimiser les IUWA, ça peut faire des qu'on décide
quelle pénalité à allouer à une déviation de IUWA=0... car il serait probablement impossible à faire parfaitement
partout dans le trajectoire, et donc il faut décider est-ce qu'il vaut mieux des petits erreur un peu partout, ou des gros
erreurs dans des cas extrêmes, ou...
Dès qu'on arrive avec une telle spécification, on peut employer des outils standards à optimiser le système.
Effectivement c'est un peu ce qui font les gens qui travaille dans la théorie de contrôle... comment faire que la
"main" d'un robot industrielle suive un parcours souhaité, en agissant sur les angles des articulations (travail
fait très efficacement de nos cervelles pour nos propres mains).
On peut même dire que c'est la vraie spécification fonctionnelle : non seulement ce qu'on veut, mais dans le cas où
ce n'est pas possible, quels poids donnés à toute inexactitude possible...
Alors, maintenant je vais rouler sur mon véhicule presque zéro IUWA (il a des pédales) :)
Ciao et bon we,
Graham"

Pas mal ! C'est justement tout ce que tu décris que je veux transcrire en une seule opération sur notre logiciel !!!
Maintenant, si tu es intéressé par le "missing link" expliquant l'échec de toutes les suspensions alternatives multi-bras du passé (JBB étant apparemment le seul à avoir mis le doigt sur le problème)...

... je te répondrais, bien sûr !

Ce que j'ai écrit dans ce MP n'appliquait, bien sûr, qu'au déplacement verticales des suspensions en ligne droite... les virages, c'est plus compliqué, comme on a très bien vu avant :)

Mais une petite question aux joueurs d'Xbox etc: est-ce que ces trucs ont incorporé une mise à l'angle correcte? C'est à dire, on contre-braque afin de passer à l'angle, avant de braquer dans le sens du virage ? Ou est-ce qu'on les conduit toujours comme une voiture ?