CN101211385A - 轮胎模型的建模方法和模拟方法 - Google Patents

Abstract

一种轮胎模型的建模方法，所述轮胎模型被用于计算机模拟具有环形主体和在所述环形主体上圆周向延伸的胎面花纹的充气轮胎，该方法包括：采用有限元法将所述主体在轮胎圆周方向上等分成N份(N为不小于2的整数)从而设定三维主体模型的步骤，采用有限元法将所述胎面花纹在轮胎圆周方向上等分成M份(M大于N的整数)从而设定三维花纹模型的步骤，对齐每个轮胎转轴、使所述花纹模型和所述主体模型相接从而建造三维轮胎模型的步骤，以及移动位于所述花纹模型径向外表面上的节点、使得所述花纹模型从所述主体模型的径向外表面其沿法线方向测得的厚度为定值的校正步骤。

Description

轮胎模型的建模方法和模拟方法

技术领域

本发明涉及一种轮胎模型的建模方法和模拟方法，该轮胎模型是用于充气轮胎的计算机模拟，更具体地说，本发明涉及一种用以更精确分析充气轮胎胎面部的方法。

背景技术

近年来，已提出过各种充气轮胎的计算机模拟。该模拟是采用数字分析轮胎模型(网格模型)来进行的，该模型是通过将轮胎分成有限数个小单元得到的。图19是从假想轮胎模型20的轮胎赤道面处切得的剖面图。轮胎模型20包含沿轮胎圆周方向被分成N(N为不小于2的整数)份的环形主体模型22和沿圆周方向被分成M(M＞N)份的花纹模型24。主体模型22是将充气轮胎的环形主体沿轮胎圆周方向等分成有限数个单元得到的。此外，花纹模型24是将充气轮胎的圆周向延伸的胎面花纹沿轮胎圆周方向等分成有限数个单元得到的。

由于胎面花纹对运驶性能具有显著影响，胎面花纹模型24被分成比主体模型22更多个的单元，以在模拟中对该性能进行更为精密的分析。此外，由于主体模型22的单元数目比图案模型24的单元数目少，带来的一个优点是可以缩短模拟所需的计算时间。

然而，根据图19所示的轮胎模型20，基于主体模型22和花纹模型24之间的分隔数的差异，从主体模型22的径向外表面起沿法线方向测得的花纹模型24的厚度不是定值(在该例中，M/N＝4)。也就是说，花纹模型24在主体模型22的节点处具有厚度T1，但在沿主体模型22圆周方向上的中间位置处具有厚度T2(T2＞T1)。在这种轮胎模型20中，在花纹模型24的较大厚度T2处计算得到的接地压力高，而在较小厚度T1处计算得到的接地压力低。这样的计算结果与实际的接地压力分布有差距，使模拟精确度变差。

为了解决这一问题，有提出将主体模型22在轮胎圆周方向上的分隔数N设置为与花纹模型24的分隔数M相等。然而，该方法增加了轮胎模型20的单元数目，还增加了模拟所需的计算时间和存储器的消耗量。如果花纹模型24沿轮胎圆周方向的分隔数M与主体模型22的分数N设置为彼此相等，就不能精确并详细地模拟花纹模型24的形变。

发明内容

本发明是针对上述问题所完成的，本发明的主要目的是提供一种轮胎模型的建模方法和能够基于用以移动花纹模型径向外表面上节点的校正步骤来进行模拟的模拟方法，使得从主体模型的径向外表面起测量的花纹模型的厚度为定值。因此，由本发明获得的轮胎模型能够消除传统上由于花纹模型的厚度不均(如偏离实际的接地压力)而造成的不便。

附图说明

图1是显示计算机系统的一个实例的透视图；

图2是待分析充气轮胎的剖面图；

图3是本发明的建模方法的一个实施例的流程图；

图4是主体模型的一个实例的局部透视图；

图5是花纹模型的一个实例的局部透视图；

图6是轮胎模型的一个实例的局部透视图；

图7是轮胎模型的局部侧视图；

图8是该轮胎模型的局部放大示意图；

图9是本发明的校正步骤的一个实施例的流程图；

图10是图8的示意图；

图11是胎面花纹的平面图；

图12是轮胎模型的另一假想实例的局部透视图；

图13是轮胎模型的又一假想实例的局部透视图；

图14是图13的花纹模型的展开图；

图15(a)和(b)显示了接地压力分布的模拟结果；

图16是根据参照例1的假想轮胎模型的局部透视图；

图17显示了作用于轮胎转轴上的轴向力随时间的变化和模拟结果；

图18显示了作用于轮胎转轴上的垂直力随时间的变化和模拟结果；以及

图19是传统轮胎模型的侧视图。

具体实施方式

下面说明本发明的一个实施方式。本发明提供了一种建造轮胎模型的方法，用以使用如图1所示的计算机系统对充气轮胎进行计算机模拟(数值分析)。在该模拟中，优选使用有限元法或有限体积法。

计算机系统1包括主计算机1a，作为输入设备的键盘1b和鼠标1c，以及显示器1d。主计算机1a包括中央处理器(CPU)、只读存储器(ROM)、工作存储器、大容量存储器(未显示)和驱动1a1和1a2。用以执行下文所述方法的处理步骤(程序)预先保存在大容量存储器中。

图2是待模拟充气轮胎2的剖面图。待模拟充气轮胎可能并不实际存在。也就是说，这样的轮胎也许已经有原型，也可以是假想的轮胎。充气轮胎2包括具有胎面橡胶用以于路面相接触的胎面部分3、一对从胎面部分3的两侧沿轮胎径向向内延伸的胎侧壁部分4、和设置在每个胎侧壁部分4内侧且内部埋有胎圈芯6的胎圈部分5。充气轮胎2还包括在一对胎圈芯6和6之间延伸的胎体帘布层的胎体7、和设置在轮胎径向外侧和胎面部分3内侧的带束层8。

充气轮胎2的胎面部分3具备多个沿轮胎圆周方向连续延伸的纵向沟槽9。这样，胎面花纹2B形成于胎面部分3的径向外表面上。

如果以平滑连接纵向沟槽9的沟槽底的一根假想沟槽底线BL作为基准，可以将充气轮胎2分成环形主体2A和胎面花纹(纵向沟槽9)，前者由轮胎从假想沟槽底线BL沿径向向内的部分组成且不包括纵向沟槽9，后者则由轮胎从假想沟槽底线BL的径向向外的部分组成。在本实施方式中，主体2A包括胎侧壁部分4、胎圈部分5、胎体7、带束层8和从纵向沟槽9的沟槽底向内设置的胎面基底橡胶10。主体2A和胎面花纹2B的分界线不局限于假想沟槽底线BL，例如，带束层8的径向外表面也可以定为基准。

图3是根据本发明的轮胎模型建模方法的一个实施例的流程图。在本实施方式中，首先一个步骤(步骤S1)是，采用有限元法将充气轮胎2的胎体部分2A沿轮胎圆周方向等分成N份(N是不小于2的整数)，以设置三维主体模型11。

图4是假想主体模型11的局部透视图。主体模型11被分成有限数个单元e。在本实施方式中，主体模型包含N个围绕轮胎转轴以等角设置的截面Sa。每个截面Sa具有相同的形状，且在同一位置处具有节点P。此外，截面Sa在轮胎圆周方向上相邻的每个节点P彼此连接形成环形。因此，在与轮胎赤道面平行的纵截面上，主体模型11的径向外表面的轮廓是具有N个角的正多边形。

对主体模型11的在轮胎圆周方向上的分隔数N并无特别限定。但是，如果分隔数N过小，有可能导致模拟精确度下降，如果数目过大，计算时间会大幅提高。考虑到这种情况，分隔数N是优选不小于60，更优选不小于90，且不大于360，更优选不大于240。

在本实施方式中，接着进行的一个步骤(步骤S2)是，采用有限元法将胎面花纹2B沿轮胎圆周方向等分成M份，以设置三维花纹模型12。这里，M是大于N的整数。

图5是假想花纹模型12的局部透视图。花纹模型12被分成有限数个单元，且花纹模型12以五条纵向沟槽相隔设置在轮胎的径向外表面上。但是本实施方式的花纹模型12没有设置横向沟槽。

花纹模型12为环形。在本实施例中，花纹模型12包含M个绕轮胎转轴等角设置的截面Sb。每个截面Sb具有相同的形状，且在同一位置处具有节点P。此外，截面Sb在轮胎圆周方向上相邻的每个节点P彼此连接形成环形。这样，跟主体模型11一样，如果获得了二维截面，就可以通过在轮胎圆周方向上展开(复制)来方便的定义花纹模型12。

在胎面花纹2B上，与路面的接地动作和脱离动作反复进行，因此与主体2A相比，在胎面花纹2B上产生的形变更大且更复杂。为了更详细地模拟胎面花纹2B的这种形变，花纹模型12在轮胎圆周方向上比主体模型11分隔得更多。也就是说，花纹模型12的每个单元e的圆周向长度比主体模型11的短。

对花纹模型12在轮胎圆周方向上的分隔数M没有特别限定，但如果分隔数M太小，胎面花纹2B的形变不能准确重现，模拟精确度会降低，如果分隔数M太大，单元的数目大幅上升，计算时间也大幅提高。考虑到这种情况，分隔数M优选不小于120，更优选不小于180，且不大于540，更优选不大于360。

对于单元e，优选使用三维固体单元如棱柱单元和六面体单元作为橡胶部分，优选使用二维平面单元作为帘布层如胎体7和带束层8，优选使用刚性单元作为胎圈芯6。根据有限元法规则，为每个单元e确定用该方法表示的橡胶或帘布层的物理性能，如弹性模量和密度。这些信息同单元的节点P坐标一道被储存在计算机1的大容量存储器中。

然后，花纹模型12与主体模型11的径向外侧相接，使得它们的轮胎转轴和赤道位置相互对准，设定三维轮胎模型13(步骤S3)，如图6和图7所示(图7是图6的局部侧视图)。主体模型11的径向外表面11o和花纹模型12的径向内表面12i按照数值彼此相接。按照数值相接的意思是指，形成主体模型11的外表面11o的平面或节点根据形成花纹模型12的内表面12i的平面或节点确定，使得它们的相对距离不变化。这种情况在轮胎模型13变形时也能维持。

图8是简化了的轮胎模型11的剖面图，其与轮胎赤道面相平行。在本实施方式中，校正步骤(步骤4)用来移动位于花纹模型12径向外表面上的至少一个节点P1，使得花纹模型12的厚度T为定值(将节点从P1移动到P1′)。这里，花纹模型12的厚度T是以主体模型11的径向外表面11o作为基准沿法线方向测得的值。

校正步骤根据例如图9所示的流程图进行。在本实施方式中，对于轮胎模型13，轮胎转轴和轮胎赤道面之间的交点坐标定义为原点(0，0，0)，轮胎宽度方向设定为x轴，垂直方向设定为y轴，纵向设定为z轴。

在本实施方式中，首先，选择花纹模型12的径向外表面的一个节点P1，根据节点P1的y坐标和z坐标计算节点P1从轮胎转轴起的半径r(步骤S41)。更具体地说，半径r根据节点P1的坐标使用下面的公式计算：

r＝√(y²+z²)

然后，如图7所示，根据下面的公式计算基准位置B和所选节点P1之间沿轮胎圆周方向上形成的角φ(步骤S42)。

φ＝(360×i)/M

在本实施方式中，这里的基准位置B确定为主体模型11的截面Sa和花纹模型12的截面Sb彼此配合的截面。此外，M是花纹模型12在轮胎圆周方向上的分隔数，i是整数，i的初始值是0，极限值是(M-1)，i是花纹模型12从基准位置B到节点P1的单元数目。

然后，核对主体模型11的位于所选节点P1的径向内侧的单元e(步骤S43)。这里，如果主体模型11的位于节点P1径向内侧的单元e是处在从基准位置B起的第n个位置，那么通过把由下面公式计算得到的n′的第一个小数位四舍五入得到n：

n’＝φ·N/360

其中，N是主体模型11在轮胎圆周方向上的分隔数。

接着，按照下面的公式计算沿轮胎圆周方向从节点P1到分界面D的角θ，该分界面介于主体模型11上从基准位置B起的第(n-1)个位置处的单元和位于第n个位置处的单元之间：

θ＝φ-{360(n-1)/N}

然后，使用角θ计算出使花纹模型12的厚度T成为定值的节点P1的新半径r′(步骤S45)。也就是说，如图8所示，为了使花纹模型12的厚度T为定值，有必要将节点P1沿径向向内移动，移至经过点F和G且与主体模型11的第n个单元的外表面11o相平行的直线L。这里，点F是经过所选节点P1的假想弧线R和轮胎模型13的分界面D之间的交点。同样地，点G是假想弧线R和分界面E之间的交点，该分界面E位于主体模型11上从基准位置B起的第n个单元和第n+1个单元之间。

图10是图8所示的三角形OCF的示意图。点C是从原点O延伸到直线L的法线。从图10可见，成立如下关系：

r·cos(180/N)＝r’·cos{(180/N)-θ}

如果上述公式基于r′转换，可以得到以下公式。用该式可计算节点P1移动后的新半径r′(步骤S46)。

r’＝r/{cosθ+sinθ/tan(90-180/N)}

然后，通过下面的公式可得到节点P1移动后的节点P1′的新坐标(x′，y′，z′)，以及节点P1移到的位置：

x’＝x

y’＝r’·sinφ

z’＝r’·cosφ

确定是否所有的节点经过处理(步骤S47)，如果回答是NO(步骤S47中的N)，指定花纹模型12的外表面上的节点，然后重复步骤S41及其后的步骤。当所有的节点都被处理过(步骤S47中的Y)，则处理完成。

如上所解释的，如果出现在花纹模型12的径向外表面处的节点P沿轮胎径向向内移动，从主体模型11的径向外表面起沿法线方向在外侧测得的花纹模型12的厚度可以保持为定值。因此，如果对轮胎模型13在预定条件下进行滚动模拟，并通过模拟从花纹模型12上获得各种不同的物理量(例如接地压力的分布)，则可以获得精确的模拟结果。

本发明可以做各种改变，下面将描述其他实施方式。

图11是待分析充气轮胎的胎面花纹2B的另一实施方式的展开图。胎面花纹2B具有在轮胎圆周方向上延伸的包括三条纵向沟槽9在内的胎面沟槽16和在与纵向沟槽9相交方向上延伸的横向沟槽15。在本实施方式中，每个纵向沟槽9在圆周方向上连续径直地延伸。横向沟槽15延伸横过纵向沟槽9之间的区域，和轴向最外侧纵向沟槽9和胎面端Te之间的区域。胎面端Te是沟槽底线BL与轮胎外表面相交的地方，如图2所示。纵向沟槽9和横向沟槽15包括狭窄细缝和刀槽花纹(未显示)。

在本实施方式中，设置至少一个胎面沟槽16被省略的花纹模型12，用以缩短建模时间。图12和图13显示了具有胎面沟槽被省略的花纹模型12的轮胎模型13的实施例。图14是图13所示的花纹模型12的平面图。

这里，胎面沟槽16的“省略”是指由充气轮胎的胎面沟槽16所占据的三维空间被橡胶单元所充满，这部分被不具有沟槽的平坦胎面表面所替代。因此，当要设定花纹模型12时，由于省略了充气轮胎2的至少一个胎面沟槽16，从而减少了设置复杂三维槽形的步骤，因此能够降低建造轮胎模型所需的工作量和时间。

在使用有限元法的计算机模拟中，待模拟的充气轮胎胎面橡胶的物理性能(如橡胶弹性模量、密度和/或振动阻尼系数)被定义为处于花纹模型中。然而，在该实施方式中形成的花纹模型12中，纵向沟槽9和/或横向沟槽15所占据的空间被橡胶所替代。因此，其形状不同于实际上待模拟的充气轮胎2的胎面花纹，于是，其刚性要比原先的轮胎2大。因此，如果将原胎面橡胶的物理性能定义为是花纹模型12不同单元e的性能，那么花纹模型12的刚性会被高估，模拟精确度下降。

在本实施方式中，当至少一个胎面沟槽16被省略并设定花纹模型12时，将橡胶性能设定为小于待模拟充气轮胎2的胎面花纹的物理性能的。更具体地说，对花纹模型12的每个单元e确定了基于充气轮胎2的胎面花纹的橡胶性能和被省略的胎面沟槽16的容积所计算的橡胶性能。

作为一个优选例，优选将待分析充气轮胎2的胎面橡胶的物理性能乘以用被省略胎面沟槽16的容积按照下面的公式计算得到的常数α(＜1)，来计算对花纹模型12的每个单元e所确定的物理性能。

α＝(1-a)/(1-b)

其中，“a”是待模拟充气轮胎2中胎面沟槽16的总容积对整个胎面花纹2B的容积之比(通过包埋所有的胎面沟槽16表示)，“b”是轮胎模型13中胎面沟槽的总容量对整个花纹模型12的容积之比(通过包埋所有的胎面沟槽表示)。

更具体地说，花纹模型12的每个单元e的弹性模量J′、密度ρ′和振动阻尼系数δ′可以使用待模拟充气轮胎2中的胎面花纹2B的橡胶的弹性模量J、密度ρ和振动阻尼系数δ代入下面的公式计算得到：

J’＝α·J

ρ’＝α·ρ

δ’＝α·δ

当要设定轮胎模型13时，由于省略了胎面沟槽16，常数α变小。也就是说，由于略去了胎面沟槽16，用容积计算的弹性模量变小，对花纹模型12的每个单元e确定其值。因此，由于省略胎面沟槽16所导致的花纹模型12刚性的增加被通过减少单元e的弹性模量和密度所抵消了。

在本实施方式中，对花纹模型12的所有单元e都确定了通过上述计算的弹性模量J′、密度ρ′和阻尼系数δ′。因此，省略的胎面沟槽16的影响通常被包括在花纹模型12的单元e的物理性能(平均性能)中。

此外，对充气轮胎的数值分析中，通常将花纹模型12的橡胶部分作为不可压缩材料看待，其在弹性极限内体积不发生变化。在体积不变化的材料中，泊松比为0.5，泊松比是当施加拉伸载荷时在负载方向上的形变和以直角在垂直于该负载方向上的形变之比。因此，在传统的轮胎模拟中，0.5的泊松比是为对应于橡胶部分的单元确定的。

根据该实施方式的轮胎模型13，由于一些胎面沟槽16被略去，会有难以精确再现胎面橡胶产生大形变以封闭胎面沟槽16的不利可能性。从而，可对花纹模型12的所有单元定义为大于0且小于0.50的泊松比，以特别允许对应于橡胶部分的单元的大体积变化。

泊松比的具体数值可以根据所要求的模拟、考虑体积变化来适当地确定。然而，如果该值过高，会有难以充分表达单元体积变化的不利可能性，如果该值过小，体积变化变得过大，计算精度会有降低的不利可能。针对这种情形，为对应于花纹模型12的橡胶部分的单元确定的泊松比优选为不大于0.499，更优选不大于0.495，且不小于0.480，更优选不小于0.485。

对于主体模型11来说，充气轮胎2的橡胶或帘布层的物理性能值如弹性模量、密度和振动阻尼系数可以按照它们在有限元法的规则确定。

对照测试1：

按照以下规格设定轮胎模型：

主体模型在轮胎圆周方向上的分隔数N：90

花纹模型在轮胎圆周方向上的分隔数M：200

所有单元的数目：67000

轮胎尺寸：205/65R15

实施例1的轮胎模型的花纹模型的厚度经校正步骤调整为定值，但是参照例1中没有执行校正步骤。除花纹模型外，结构均相同。使用轮胎模型，内压设定为200kPa，用数字表示的轮辋使用6.5JJ，垂直载荷为4.5kN，当轮胎被压向平坦路面时计算接地压力分布。其目视的结果见图15(a)和图15(b)。用亮度表示接地压力。

如图15(b)所示，在参照例1中，可以看到接地压力在轮胎圆周方向上反复出现较大波动。相反，在实施例1中，可以证实接地压力没有波动，所得到的轮胎的接地压力分布非常接近于实际分布。

对照测试2：

接着，按照表1所示的规格形成花纹模型厚度为定值的轮胎模型，使用该轮胎模型来模拟(计算)轮胎驶过具有突起的路面时作用于轮胎转轴上的垂直力和纵向力。在模拟中，轮胎模型的转轴受到可旋转的自由支撑，轮胎因受到其与路面接触运动而产生的摩擦力而发生旋转。还评价了建模时间和计算时间。每个轮胎模型的尺寸为205/65R15，待评价的轮胎胎面花纹如图11所示。

在实施例2的轮胎模型中，省略了胎面沟槽。如图13所示，仅胎面沟槽的纵向沟槽形成为模型，而所有的横向沟槽都被省略了。花纹模型的每个单元的橡胶物理性能校正为比待分析轮胎胎面橡胶的物理性能值小。

在参照例2的轮胎模型中，如图16所示，精确地再现了待分析轮胎的胎面沟槽(纵向沟槽和横向沟槽)。

根据参照例3，跟实施例2一样，略去了所有的横向沟槽，但是花纹模型的每个单元的橡胶物理性能的初始值保持不变。

模拟条件如下：

突起高度：10mm

突起宽度：10mm

行使速度：40km/h

轮胎模型的内压：200kPa

轮胎模型上的垂直载荷：4.41kN

橡胶泊松比：0.49

轮胎模型和路面之间的摩擦系数：1.0

测试结果如表1和图17、18所示。

[表1]

	参照例2	参照例3	实施例2
				是否省略胎面沟槽	不省略	省略所有横向沟槽	省略所有横向沟槽
单元数目(指数)	100	60	60
				α＝(1-a)/(1-b)	1.0	1.0	0.8
花纹模型的单元的弹性模量(指数)	100	100	80
				花纹模型的单元的密度(指数)	100	100	80
花纹模型的单元的阻尼系数(指数)	100	100	80
				建模时间(指数)	100	30	30
计算时间(指数)	100	80	80

^*指数是以参照例2作为100来计算的值

从测试结果可以证实，实施例2的建模时间和计算时间比参照例2的短。从图17和图18能够证实，实施例2与参照例3相比具有更好的计算精确度，与参照例2相比则没有明显的差异。

Claims (11)

1.一种轮胎模型的建模方法，所述轮胎模型被用于计算机模拟具有环形主体和在所述环形主体上圆周向延伸的胎面花纹的充气轮胎，该方法包括：

采用有限元法将所述主体在轮胎圆周方向上等分成N份从而设定三维主体模型的步骤，其中N为不小于2的整数，

采用有限元法将所述胎面花纹在轮胎圆周方向上等分成M份从而设定三维花纹模型的步骤，其中M大于N的整数，

对齐每个轮胎转轴、使所述花纹模型和所述主体模型相接从而建造三维轮胎模型的步骤，以及

移动位于所述花纹模型径向外表面上的节点、使得从所述主体模型的径向外表面其沿法线方向测得的所述花纹模型的厚度为定值的校正步骤。

2.如权利要求1所述的轮胎模型的建模方法，其特征在于，

所述校正步骤包括：

选择一个位于所述花纹模型径向外表面上的节点的处理过程，

计算所选节点从轮胎转轴起的半径的处理过程，

当位于所述节点的径向内侧的所述主体模型的单元处于从任一基准位置起的第n个位置时，获得沿轮胎圆周方向从所述节点到分界面的角θ的处理过程，所述分界面介于主体模型上从所述基准位置起第n-1个位置的单元和第n个单元之间，

计算所述节点的新半径以使用角θ来使所述花纹模型的厚度保持定值的处理过程，以及

移动所述节点到具有新半径的坐标的处理过程。

3.如权利要求1所述的轮胎模型的建模方法，其特征在于，

所述主体模型包含N个围绕轮胎转轴以等角设置的截面，

每个截面具有相同的形状且在同一位置具有节点，以及

靠近轮胎圆周方向上的所述节点彼此相连。

4.如权利要求1所述的轮胎模型的建模方法，其特征在于，

所述花纹模型在校正步骤之前包含M个围绕轮胎转轴以等角设置的截面，

每个截面具有相同的形状且在同一位置具有节点，以及

靠近轮胎圆周方向上的所述节点彼此相连。

5.如权利要求1所述的轮胎模型的建模方法，其特征在于，

所述充气轮胎的胎面花纹包括具有沿轮胎圆周方向延伸的纵向沟槽和沿与所述纵向沟槽相交方向延伸的横向沟槽的胎面沟槽，

所述花纹模型被设置成使得所述胎面花纹的至少一个胎面沟槽被省略，

所述方法还包括对花纹模型的每个单元确定橡胶物理性能的步骤，以及

所述橡胶物理性能是基于所述充气轮胎的胎面花纹的橡胶物理性能和被省略的胎面沟槽的容积计算的。

6.如权利要求5所述的轮胎模型的建模方法，其特征在于，

所述花纹模型被设置成使得所述充气轮胎的胎面花纹的所有胎面沟槽被省略。

7.如权利要求5所述的轮胎模型的建模方法，其特征在于，

所述花纹模型被设置成使得所述充气轮胎的所有横向沟槽被省略。

8.如权利要求5所述的轮胎模型的建模方法，其特征在于，

所述橡胶物理性能包括弹性模量、密度和阻尼系数中至少之一。

9.如权利要求5所述的轮胎模型的建模方法，其特征在于，

对所述花纹模型确定的橡胶物理性能是用常数α乘以充气轮胎的胎面花纹的橡胶物理性能计算得到的，常数α是根据被省略的胎面沟槽的容积按照以下公式得到的：

α＝(1-a)/(1-b)

其中，“a”是胎面沟槽的总容积对通过包埋充气轮胎中所有胎面沟槽而得到的整个胎面花纹容积之比，“b”是胎面沟槽的总容量比对轮胎模型中整个胎面花纹的容积之比。

10.如权利要求5所述的轮胎模型的建模方法，其特征在于，

对所述花纹模型的每个单元所确定的泊松比大于0且小于0.50。

11.一种使用三维轮胎模式评价轮胎性能的模拟方法，包括：

采用有限元法设定轮胎模型的步骤，其可用来分析数值，

为轮胎模型设定条件以执行模拟的步骤，以及

通过模拟获得物理量的步骤，其中，

所述轮胎模型包括：

在轮胎圆周方向上被等分成N份的三维环形主体模型，其中N为不小于2的整数，以及

在轮胎圆周方向上被分成M份的三维花纹模型，其中M是大于N的整数，

所述主体模型和所述花纹模型相连接以使它们的转轴彼此对准，以及

在花纹模型平行于轮胎赤道面的一个截面中，从所述主体模型的径向外表面外侧起沿法线方向测得的花纹模型的厚度为定值。

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