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Vehicle Design

The Vehicle Design Committee (VDC) promotes innovative analytical, computational, and experimental investigations in control, dynamics, and design of full vehicle (including conventional IC engine...
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ASME Milliken Invited Lecture

The Role of Vehicle Dynamics Simulation

 in Highway Safety Research 

Raymond R. McHenry 


Early analytical studies of the dynamic behavior of motor vehicles required 

an extensive use of simplifying assumptions to permit useful solutions 

of the governing equations based on linear theory or by means of analog

computer simulations. 

Since the early 1960’s, rapid developments in digital computer technology 

have shifted the analytical challenge from the selection of simplifying 

assumptions to the definition of detailed and accurate equations and 

solution logic for realistic digital simulations.

In highway safety applications, useful computer simulations of vehicle 

dynamics must clearly include all of the important non‐linearities and be 

capable of dealing with abrupt discontinuities. At Calspan, in Bill  Milliken’s 

Full Scale Division, our initial vehicle simulation development for highway 

safety studies (supported by  the Federal Highway Administration (FHWA)) 

was a three‐dimensional (3‐D) simulation of vehicle responses to  driver 

control inputs during interactions with highway and roadside geometrics and

 in collision contacts with  roadside obstacles and structures. 

A related small Calspan spin‐off project, in which the author worked closely 

with Mr. Milliken, was the  “spiral jump” stunt of James Bond notoriety 

(presented herein because of the Milliken connection) which served  as an 

attention‐getting means of demonstrating the 3‐D generality and validation of 

our vehicle dynamics  simulation and enhancing Calspan’s competitive 

position for future research contracts.  

Note that the  performance of this project at Calspan would have been highly 

unlikely without the full support and influence of Mr. Milliken in persuading the 

upper levels of Calspan management. There clearly were concerns about liability.  

It is believed that Bill saw the “spiral jump” as an interesting and “fun” vehicle 

dynamics project.   Subsequent research projects within the Full Scale Division 

of Calspan included digital accident  reconstruction programs based on both 

two‐dimensional (2‐D) and 3‐D simulations of vehicle dynamics in  response 

to car‐to‐car collisions. 

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