Modélisation d'une suspension mécanique
Degrés de liberté d'un châssis réel
Dans le cas d'un véhicule réel, le châssis possède six degrés de liberté : trois translations et trois rotations, autour de l'axe Z pour le lacet, autour de l'axe Y pour le tangage et finalement autour de l'axe X pour le roulis.
Lorsqu'un ingénieur analyse une suspension, une approche correspondant à une analyse de confort peut s'avérer intéressante - c'est celle-ci que nous retiendrons par la suite. En conséquence :
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les translations sur X et sur Y n'ont pas d'intérêt, le véhicule ne se déplaçant pas ;
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la rotation de lacet n'a aussi aucun intérêt ;
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le roulis et le tangage peuvent avoir une influence dans l'aspect de confort ; toutefois, en première approximation, ces deux degrés de liberté sont éliminés.
Le châssis ne possède donc que le seul degré de liberté de déplacement vertical appelé pompage. Ce phénomène est donc lié au mouvement vertical du véhicule sur ses suspensions. Celles-ci étant relativement similaires à l'avant et l'arrière du véhicule, le pompage est une dynamique facilement identifiable, que l'on peut rendre indépendante des autres dynamiques du véhicule.
Modèle monoroue
Il est possible de décomposer le châssis réel en quatre morceaux symétriques ou quatre modèles monoroue relativement similaires. Seul le mouvement vertical de la roue est retenu ; bien que la roue possède des mouvements dans les six directions du fait d'une cinématique de suspension souvent complexe, seul le mouvement vertical est important par ses valeurs. Dans une première approche, les autres mouvements sont négligés.
Un modèle monoroue possède en outre l'immense avantage d'être très simple.
Modèle AMESim d'une suspension monoroue
Pour la suite de l'étude, les valeurs numériques suivantes seront utilisées et reportées dans les modèles AMESim :
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le véhicule possède une masse de 1200 kg, soit 400 kg par suspension ;
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la suspension possède une raideur linéaire approximée de 15000 N/m et un amortissement linéarisé, constant, de 1000 N/(m/s) ;
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la masse de la roue est donnée à 40 kg (environ 1/10 de la masse de caisse) ;
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le pneu est considéré comme une raideur simple linéaire de 150000 N/m.
