Este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho em dinâmica vertical de um veículo do tipo Formula de alta eficiência aerodinâmica. Diferentemente da abordagem utilizada atualmente pela indústria, este trabalho analisa o veículo com todas as suas características não lineares relacionadas à aerodinâmica e à rigidez de suspensão, e avalia a influência da velocidade longitudinal do veículo na sua resposta. Um modelo matemático foi desenvolvido e validado, utilizando dados experimentais relativos à influência das forças aerodinâmicas no sistema de suspensão e aos principais modos de vibrar da massa suspensa. Foi demonstrado que as forças aerodinâmicas influenciam na rigidez e no amortecimento do sistema. Para medir o seu desempenho, foram criados índices de desempenho calculados a partir da resposta em frequência do sistema, relacionados à força de contato dos pneus e ao momento de arfagem aerodinâmica. Esses índices de desempenho avaliam a variabilidade dessas respostas às entradas da pista de acordo com a faixa de velocidade longitudinal que um determinado circuito impõem ao veículo. De maneira a incluir as não linearidades nas funções de transferência, o sistema foi linearizado para cada valor de velocidade longitudinal analisada. Os resultados desses índices demonstram que a resposta do veículo pode apresentar tendências distintas quando ele é submetido a diferentes faixas de velocidade, e que as não linearidades influenciam significativamente o seu desempenho.

The aim of this work is to evaluate the verical dynamics performance of race cars subjected to high downforce aerodynamics. It shows a diferente approach than the one currently used by the motorsport industry, where the vehicle is analysed with all non-linearities related to aertodynamics and suspension stiffness. It also evaluates the influence of vehicle longitudinal speed. A mathematical model was developed and validated using experimental data related to the suspension compression due to aerodynamic forces and the sprung mass vibration modes. This workshows that the aerodynamic forces change the system stiffness and damping. To measure the vehicle performance a performance index related to the tyre contact load and the pitch aerodynamic moment were developed from the system frequency response. These indexes evaluate the vehicle response variance to track inputs and highlight the influence of the system non-linearities according to the speed range imposed by a specific circuit. To include the system non-linearities in the transfer functions, the system was linearized for each speed value. The results show that the same vehicle when subjected to diferente speed ranges (diferente cicuits) can presente different performance trends. They also show that the non-linearities change significantly the vehicle performance.