Resumo: Dentre as plataformas para testes veiculares existentes, os dinamômetros de chassi desempenham um importante papel nas análises automotivas aplicadas à homologação de veículos e ao desenvolvimento de novas tecnologias. Por outro lado, as plataformas dinamométricas apresentam custo elevado e requerem infraestrutura dedicada para os experimentos, além do tempo despendido nos testes. Visando apresentar soluções alternativas para testes veiculares, esta pesquisa tem como objetivo proporcionar uma análise da dinâmica longitudinal de veículos e mitigar o tempo experimental e o custo dos insumos por meio da aplicação dos princípios de gêmeo digital no contexto de bancadas dinamométricas automotivas. O gêmeo digital se baseia em um modelo dinâmico multifísico de bancada dinamométrica de chassi e seu veículo de teste em escala real, sendo sua aplicação estendida também para a abordagem em pequena escala, considerando as interações entre simulações de comportamento, análise de dados experimentais, modelos empíricos de pneu, além dos conceitos físicos, possibilitando análises mais completas e realistas. Desse modo, realizar experimentos virtuais, bem com experimentos em bancadas de teste em escala reduzida, são alternativas promissoras, principalmente na etapa de avaliação de protótipos e pré-testes, a fim de reduzir o tempo e a complexidade, além de permitir a realização de testes em diferentes condições de operação. Para isso, foi feito um levantamento bibliográfico sobre gêmeos digitais, veículos, e dinâmica veicular, conceitos que deram suporte à aplicação dos princípios de gêmeos digitais no conjunto bancada-veículo (aplicado à escala real e reduzida) implementado em Matlab/Simulink™. Para a escala real, as modelagens foram validadas com dados de ensaio coastdown e consumo de combustível. Para escala reduzida, um protótipo de veículo foi adaptado e uma bancada em escala reduzida foi construída e instrumentada, permitindo caracterizar os torques de perda dos componentes e realizar experimentos de coastdown para validação da modelagem proposta também para esse caso. Por fim, a aplicação dos princípios de gêmeo digital permitiu obter modelos dinâmicos multifísicos de dinamômetro de chassi e veículo para escala real e reduzida, sendo validados experimentalmente Ver menos

Abstract: Among the existing vehicle testing platforms, chassis dynamometers play an important role in automotive analyses applied to vehicle homologation and development of new technologies. On the other hand, dynamometric platforms are expensive and require dedicated infrastructure for experiments, in addition to the time spent on testing. Aiming to present alternative solutions for vehicle testing, this research aims to provide an analysis of longitudinal vehicle dynamics and mitigate experimental time and input costs through the application of digital twin principles in the context of automotive dynamometer benches. The digital twin is based on a multiphysics dynamic chassis dynamometer model and its real-scale test vehicle, with its application also being extended to the small-scale approach, considering the interactions between behavior simulations, experimental data analysis, models tire empirical data, in addition to physical concepts, enabling more complete and realistic analyses such as digital twins. Therefore, carrying out virtual experiments, as well as small-scale test bench experiments, are promising alternatives, especially in the prototype and pre-test evaluation stage, in order to reduce time and complexity and allow tests to be carried out in different operating conditions. Thus, a bibliographical survey was carried out on digital twins, vehicles, and vehicle dynamics, concepts that supported the development of digital twin modeling of the bench-vehicle set (applied to real and reduced scale) implemented in Matlab/Simulink™. For the real-scale, the modeling was validated with coastdown test data and fuel consumption. For a reduced scale, a vehicle prototype was adapted and a reduced-scale bench was built and instrumented, allowing to characterize the loss torque of the components and carry out coastdown experiments to validate the proposed modeling also for the reduced scale. Finally, the application of digital twin principles made it possible to obtain dynamic multiphysics chassis and vehicle dynamometer models for full and reduced scales, which were experimentally validated Ver menos