JP2006040144A - Structure analysis model and method and computer program for generating the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To regenerate the shape and the internal stress of a structure with high accuracy. <P>SOLUTION: A residual stress in the reinforcement cord of a tire is acquired (step S101), and an initial analysis model regenerating the tire shape is generated (step S102). Next, a modified physical quantity obtained by multiplying the above residual stress by an enlargement coefficient f1 is obtained. By fixing the above modified physical quantity value, a first equilibrium calculation is executed for the above initial analysis model (step S104). Next, a modified analysis model is generated by reflecting the information in regard to the deformation of the initial analysis model posterior to the first equilibrium calculation onto the initial analysis model prior to the first equilibrium calculation (step S105). Thereafter, by fixing the above residual stress, a second equilibrium calculation is executed for the above modified analysis model (step S106). The resultant modified analysis model obtained above becomes the analysis model for the above tire (step S107). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、構造体のシミュレーションに関し、さらに詳しくは、構造体の形状及び内部の応力を精度よく再現できる構造体の解析モデル作成方法及び構造体の解析モデル作成用コンピュータプログラム、並びに構造体の解析モデルに関するものである。   The present invention relates to a structure simulation, and more specifically, a structure analysis model creation method, a structure analysis model creation computer program, and a structure analysis that can accurately reproduce the shape and internal stress of the structure. It is about the model.

構造体は、異なる2種以上の材料を組み合わせて構成されるものが一般的であり、近年におけるシミュレーションでは、このような構造体を精度よく再現できることが求められている。このような構造体の一つであるタイヤは、ゴム材料を各種の繊維材料(補強コード)で強化したものであり、近年においては、実際のタイヤをモデル化して転動や接地等をシミュレーションすることにより、実際のタイヤの性能を予測することがよく行われている。タイヤのシミュレーションにおいては、例えば特許文献1には、補強コードの引張り方向における弾性率を、圧縮方向における弾性率よりも大きくする技術が開示されている。   The structure is generally configured by combining two or more different materials, and in recent simulations, it is required that such a structure can be accurately reproduced. A tire, which is one of such structures, is a rubber material reinforced with various fiber materials (reinforcement cords). In recent years, an actual tire is modeled to simulate rolling and ground contact. Thus, it is often performed to predict actual tire performance. In tire simulation, for example, Patent Document 1 discloses a technique for making the elastic modulus in the tension direction of the reinforcing cord larger than the elastic modulus in the compression direction.

特開2004−102424号公報JP 2004-102424 A

ところで、タイヤのように、異なる2種以上の材料を組み合わせて構成される構造体では、材料の線膨張係数が異なる場合、内部に残留応力が発生することがある。また、同種の材料で構成される構造体であっても、材料の熱処理や構造体の製造上におけるばらつき等によっては、構造体の内部に残留応力が発生することがある。シミュレーションにおいては、かかる残留応力を考慮することが好ましいが、構造体の残留応力を考慮して解析モデルを作成した場合、実際の構造体の内部における応力状態及び形状を精度よく再現することは困難であった。   By the way, in a structure configured by combining two or more different materials, such as a tire, residual stress may be generated inside when the materials have different linear expansion coefficients. Further, even in a structure formed of the same kind of material, residual stress may be generated inside the structure depending on heat treatment of the material, variation in manufacturing the structure, and the like. In the simulation, it is preferable to consider such residual stress, but when an analysis model is created in consideration of the residual stress of the structure, it is difficult to accurately reproduce the stress state and shape inside the actual structure. Met.

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、構造体の形状及び内部の応力を精度よく再現できる構造体の解析モデル作成方法及び構造体の解析モデル作成用コンピュータプログラム、並びに構造体の解析モデルを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above, and a structure analysis model creation method, a computer program for creating a structure analysis model, and a structure capable of accurately reproducing the shape of the structure and internal stress The purpose is to provide an analysis model of the body.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る構造体の解析モデル作成方法は、解析対象である構造体の一部の物理量を取得して、これを初期物理量に設定するとともに、前記構造体の形状を再現した初期解析モデルを作成する手順と、前記物理量に、符号が負である所定の係数を乗じて求めた修正物理量を用いて、前記初期解析モデルに対して第1の釣り合い計算を実行することにより、前記初期解析モデルを変形させた修正解析モデルを作成する手順と、前記物理量の値以上の条件下で、前記修正解析モデルに対して第2の釣り合い計算をする手順と、を含み、前記第2の釣り合い計算後における修正解析モデルを、前記構造体の解析モデルとすることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the structure analysis model creation method according to the present invention acquires a physical quantity of a part of the structure to be analyzed, and sets this as an initial physical quantity. In addition, a procedure for creating an initial analysis model that reproduces the shape of the structure, and a modified physical quantity obtained by multiplying the physical quantity by a predetermined coefficient having a negative sign are used for the initial analysis model. A procedure for creating a modified analysis model obtained by deforming the initial analysis model by executing a balance calculation of 1 and a second balance calculation for the modified analysis model under a condition equal to or greater than the value of the physical quantity A modified analysis model after the second balance calculation is used as the analysis model of the structure.

この構造体の解析モデル作成方法は、解析対象である構造体の外形寸法を、実際の構造体よりも大きく設定した修正解析モデルを作成し、実際の構造体における物理量の値以上の条件下で、前記修正解析モデルに対する釣り合い計算を実行して、解析モデルを作成する。これにより、実際の構造体の形状及び応力状態を精度よく再現した構造体の解析モデルを作成することができる。ここで、物理量とは、解析対象である構造体の残留応力、残留ひずみ、引張あるいは圧縮力その他の物理量であり、残留応力に相当する物理量をいう。また、「構造体の一部」とは、その周辺とは異なる物理量(例えば応力)の状態となっている部分をいう。例えば、繊維等の強化材で、樹脂等の母材を強化した複合材料からなる構造体では、強化材の部分が「構造体の一部」に相当する。また、同種の材料からなる構造体であっても、例えば熱応力や圧縮応力等の内部応力が存在している部分を有する場合には、前記残留応力が存在している部分が、「構造体の一部」に相当する。   This method of creating an analysis model for a structure is to create a modified analysis model in which the outer dimensions of the structure to be analyzed are set larger than the actual structure, and under conditions that exceed the physical quantity value of the actual structure. Then, a balance calculation for the modified analysis model is executed to create an analysis model. As a result, an analysis model of the structure that accurately reproduces the shape and stress state of the actual structure can be created. Here, the physical quantity is a residual quantity, a residual strain, a tensile or compressive force, or other physical quantity of the structure to be analyzed, and means a physical quantity corresponding to the residual stress. Further, the “part of the structure” refers to a portion that is in a state of a physical quantity (for example, stress) different from the periphery. For example, in a structure made of a composite material in which a base material such as a resin is reinforced with a reinforcing material such as a fiber, the portion of the reinforcing material corresponds to “a part of the structure”. Further, even in a structure made of the same type of material, for example, when it has a portion where an internal stress such as a thermal stress or a compressive stress exists, the portion where the residual stress exists is expressed as "structure Corresponds to "a part of".

次の本発明に係る構造体の解析モデル作成方法は、解析対象である構造体の一部の物理量を取得して、これを初期物理量に設定するとともに、前記構造体の形状を再現した初期解析モデルを作成する手順と、前記初期物理量に符号が負である所定の係数を乗じた、修正物理量を求める手順と、前記修正物理量の値を固定して、前記初期解析モデルに対して第1の釣り合い計算を実行する手順と、前記第1の釣り合い計算後における初期解析モデルの変形に関する情報を、前記第1の釣り合い計算前における初期解析モデルに反映させて、修正解析モデルを作成する手順と、計算中においては前記初期物理量を固定して、前記修正解析モデルに対して第2の釣り合い計算を実行する手順と、を含み、前記第2の釣り合い計算後における修正解析モデルを、前記構造体の解析モデルとすることを特徴とする。   The following method for creating an analysis model of a structure according to the present invention is to obtain a physical quantity of a part of the structure to be analyzed, set this as an initial physical quantity, and reproduce the shape of the structure. A procedure for creating a model; a procedure for obtaining a corrected physical quantity obtained by multiplying the initial physical quantity by a predetermined coefficient having a negative sign; and a value of the corrected physical quantity is fixed. A procedure for executing a balance calculation; a procedure for creating a modified analysis model by reflecting information on deformation of the initial analysis model after the first balance calculation in the initial analysis model before the first balance calculation; A step of performing a second balance calculation on the modified analysis model while fixing the initial physical quantity during the calculation, and the modified analysis after the second balance calculation Dell, characterized by an analysis model of the structure.

この構造体の解析モデル作成方法は、解析対象である構造体の外形寸法を、実際の構造体よりも大きく設定した修正解析モデルを作成し、実際の構造体における物理量の値以上に固定した条件下で、前記修正解析モデルに対する釣り合い計算を実行して、解析モデルを作成する。これにより、実際の構造体の形状及び応力状態を精度よく再現した構造体の解析モデルを作成することができる。   This method for creating an analysis model for a structure is a condition in which a modified analysis model in which the outer dimensions of the structure to be analyzed is set larger than the actual structure is created and fixed to a physical quantity value or more in the actual structure. Below, a balance calculation is performed on the modified analysis model to create an analysis model. As a result, an analysis model of the structure that accurately reproduces the shape and stress state of the actual structure can be created.

次の本発明に係る構造体の解析モデル作成方法は、解析対象である構造体の一部の物理量を取得し、前記構造体の形状を再現した初期解析モデルを作成する手順と、前記物理量と同種類で、かつ所定の大きさの物理量初期値を設定し、この物理量初期値の下で前記初期解析モデルの初期釣り合い計算を実行する手順と、前記物理量と、前記初期釣り合い計算後における前記物理量初期値との差が所定の範囲内になるまで、前記物理量初期値を変化させながら前記初期釣り合い計算を繰り返し、前記物理量と、前記初期釣り合い計算後における前記物理量初期値との差が所定の範囲内になったときの前記物理量初期値を初期物理量に設定する手順と、前記初期物理量に、符号が負である所定の係数を乗じて修正物理量を求め、この修正物理量を用いて、前記初期解析モデルに対して第1の釣り合い計算を実行することにより、前記初期解析モデルの形状を変形させた修正解析モデルを作成する手順と、前記初期物理量を用いて、前記修正解析モデルに対して第2の釣り合い計算を実行する手順と、を含み、前記第2の釣り合い計算後における修正解析モデルを、前記構造体の解析モデルとすることを特徴とする。   The structure analysis model creation method according to the present invention includes a procedure for acquiring a physical quantity of a part of a structure to be analyzed, creating an initial analysis model that reproduces the shape of the structure, A procedure for setting an initial value of a physical quantity of the same type and a predetermined size and executing an initial balance calculation of the initial analysis model under the initial value of the physical quantity, the physical quantity, and the physical quantity after the initial balance calculation The initial balance calculation is repeated while changing the physical quantity initial value until the difference from the initial value is within a predetermined range, and the difference between the physical quantity and the physical quantity initial value after the initial balance calculation is within a predetermined range. A procedure for setting the initial value of the physical quantity when it is within the initial physical quantity, and a corrected physical quantity is obtained by multiplying the initial physical quantity by a predetermined coefficient having a negative sign. Then, by executing a first balance calculation on the initial analysis model, a procedure for creating a corrected analysis model in which the shape of the initial analysis model is deformed, and using the initial physical quantity, the corrected analysis model is used. And a procedure for executing a second balance calculation for the structure, and the modified analysis model after the second balance calculation is an analysis model of the structure.

この構造体の解析モデル作成方法は、取得した解析対象の物理量になるように初期物理量を設定し、この初期物理量を用いて、解析対象である構造体の外形寸法を実際の構造体よりも大きく設定した修正解析モデルを作成する。そして、実際の構造体における物理量の値以上の条件下で、前記修正解析モデルに対する釣り合い計算を実行して、解析モデルを作成する。これにより、実際の構造体の形状及び応力状態を精度よく再現した構造体の解析モデルを作成することができる。   The analysis model creation method for this structure sets the initial physical quantity so that it becomes the physical quantity of the acquired analysis target, and uses this initial physical quantity to make the outer dimension of the structure to be analyzed larger than the actual structure. Create the modified analysis model that has been set. Then, a balance calculation is performed on the modified analysis model under a condition equal to or greater than the physical quantity value in the actual structure to create an analysis model. As a result, an analysis model of the structure that accurately reproduces the shape and stress state of the actual structure can be created.

次の本発明に係る構造体の解析モデル作成方法は、前記構造体の解析モデル作成方法において、前記物理量と、前記初期釣り合い計算後における前記物理量初期値との差が所定の範囲内に収まっていない場合、前記物理量と、前期初期釣り合い計算後における前記物理量初期値との比、又は差を用いて、前記物理量初期値の値を修正することを特徴とする。   The structure analysis model creation method according to the present invention is the structure analysis model creation method, wherein the difference between the physical quantity and the initial value of the physical quantity after the initial balance calculation is within a predetermined range. If not, the value of the physical quantity initial value is corrected using a ratio or difference between the physical quantity and the initial physical quantity value after the initial balance calculation.

次の本発明に係る構造体の解析モデル作成方法は、前記構造体の解析モデル作成方法において、前記物理量の大きさに応じて前記所定の係数を変化させることを特徴とする。   The structure analysis model creation method according to the present invention is characterized in that, in the structure analysis model creation method, the predetermined coefficient is changed according to the physical quantity.

次の本発明に係る構造体の解析モデル作成方法は、前記構造体の解析モデル作成方法において、前記構造物は、複合材料で構成されることを特徴とする。   The structure analysis model creation method according to the present invention is characterized in that, in the structure analysis model creation method, the structure is made of a composite material.

次の本発明に係る構造体の解析モデル作成方法は、前記構造体の解析モデル作成方法において、前記複合材料の母材はゴムであることを特徴とする。   The structure analysis model creation method according to the present invention is characterized in that, in the structure analysis model creation method, the base material of the composite material is rubber.

次の本発明に係る構造体の解析モデル作成方法は、前記構造体の解析モデル作成方法において、前記構造物はタイヤであり、前記物理量は、前記タイヤ内部の補強コードの残留応力、残留ひずみ又は残留張力の少なくとも一つであることを特徴とする。   The structure analysis model creation method according to the present invention is the structure analysis model creation method according to the present invention, wherein the structure is a tire, and the physical quantity is a residual stress, a residual strain of a reinforcing cord inside the tire, or It is at least one of the residual tension.

次の本発明に係る構造体の解析モデル作成方法は、前記構造体の解析モデル作成方法において、前記補強コードの残留応力、残留ひずみ又は残留張力の少なくとも一つを測定し、その測定結果を前記物理量とすることを特徴とする。   The structural analysis model creation method according to the present invention is the structural analysis model creation method according to the present invention, wherein at least one of residual stress, residual strain or residual tension of the reinforcing cord is measured, and the measurement result is the It is a physical quantity.

次の本発明に係る構造体の解析モデル作成方法は、前記構造体の解析モデル作成方法において、前記タイヤのベルト、カーカス又はベルト補強層の少なくとも一つを構成する補強コードの残留応力、残留ひずみ又は残留張力の少なくとも一つを、前記タイヤの製造工程における前記コードの伸びに基づいて設定することを特徴とする。   The structural analysis model creation method according to the present invention is the structural analysis model creation method according to the present invention, in which the residual stress and residual strain of the reinforcing cord constituting at least one of the belt, the carcass or the belt reinforcing layer of the tire are used. Alternatively, at least one of the residual tension is set based on elongation of the cord in the tire manufacturing process.

次の本発明に係る構造体の解析モデル作成用コンピュータプログラムは、前記構造体の解析モデル作成方法を、コンピュータに実行させることを特徴とする。これにより、前述の構造体の解析モデル作成方法がコンピュータを利用して実現できる。   A computer program for creating an analysis model for a structure according to the present invention is characterized by causing a computer to execute the method for creating an analysis model for a structure. As a result, the above-described analysis model creation method for a structure can be realized using a computer.

次の本発明に係る構造体の解析モデル作成方法は、前記構造体の解析モデル作成方法により生産されることを特徴とする。これにより、この構造体の解析モデルは、実際の構造体の形状及び応力状態を精度よく再現できる。   The following structure analysis model creation method according to the present invention is characterized by being produced by the structure analysis model creation method. As a result, the analysis model of the structure can accurately reproduce the shape and stress state of the actual structure.

以上説明したように、この発明に係る構造体の解析モデル作成方法及び構造体の解析モデル作成用コンピュータプログラム、並びに構造体の解析モデルでは、構造体の形状及び内部の応力を精度よく再現できる。   As described above, the structure analysis model creation method, the structure analysis model creation computer program, and the structure analysis model according to the present invention can accurately reproduce the shape and internal stress of the structure.

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。本発明は、特に複合材料の構造物に対して好適に適用できるが、本発明の適用対象はこれに限られるものではない。例えば、複合材料の構造物ではないが、構造物が熱応力や圧縮応力等の内部応力を持つ場合においても、同様に適用できる。以下の実施例においては、複合材料に本発明を適用した場合を説明する。なお、複合材料の構造体の一例は、タイヤとするが、本発明の適用対象はこれに限られるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the best mode for carrying out the invention. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same. The present invention can be preferably applied particularly to a composite structure, but the application target of the present invention is not limited to this. For example, although the structure is not a composite material structure, the present invention can be similarly applied to a case where the structure has an internal stress such as a thermal stress or a compressive stress. In the following examples, the case where the present invention is applied to a composite material will be described. An example of the composite material structure is a tire, but the application target of the present invention is not limited thereto.

実施例1は、作成しようとする解析モデルの残留応力、残留ひずみその他の物理量を、釣り合い計算による応力緩和を考慮して実際の物理量よりも大きく設定するとともに、作成しようとする解析モデルの寸法を、前記応力緩和による構造体の変形を考慮して実際の構造体の寸法よりも大きく設定して釣り合い計算を実行し、性能評価に供する解析モデルを作成する点に特徴がある。   In the first embodiment, the residual stress, residual strain, and other physical quantities of the analysis model to be created are set larger than the actual physical quantities in consideration of stress relaxation by balance calculation, and the dimensions of the analysis model to be created are set. Considering the deformation of the structure due to the stress relaxation, the balance calculation is performed by setting it larger than the actual structure size, and an analysis model for performance evaluation is created.

本発明の実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法は、単一の材料からなる構造体に対しても適用できるが、特に、複合材料からなる構造体に対して好適に適用できる。複合材料(composite material)とは、異種材料を組み合わせ、それぞれの材料が元来備えていない資質を具現化した材料をいう。複合材料の中では、例えば、母材と強化材という二種類以上の素材を組み合わせ、母材を強化材で強化するものがよく知られている。   The method for creating an analysis model of a structure according to the first embodiment of the present invention can be applied to a structure made of a single material, but can be suitably applied particularly to a structure made of a composite material. A composite material refers to a material that combines dissimilar materials and embodies qualities that each material does not originally have. Among composite materials, for example, a combination of two or more kinds of materials, ie, a base material and a reinforcing material, and strengthening the base material with a reinforcing material is well known.

複合材料には、例えば、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂等の高分子(ポリマー:polymer)を母材とした、高分子基複合材料(PMC:Polymer Matrix Composite)と呼ばれるものがある。PMCには、例えば、樹脂材料の母材をガラス繊維や炭素繊維等の強化材で強化した、いわゆる繊維強化型樹脂(Fiber Reinforced Plastics)がある。   Examples of the composite material include what is called a polymer matrix composite (PMC) using a polymer such as an epoxy resin or a polyester resin as a base material. PMC includes, for example, so-called fiber reinforced plastics in which a base material of a resin material is reinforced with a reinforcing material such as glass fiber or carbon fiber.

また、母材がアルミニウム、チタニウム、銅などの金属の、金属基複合材料(MMC:Metal Matrix Composite)と呼ばれる複合材料もある。MMCには、例えば、繊維強化金属(FRM:Fiber Reinforced Metal)と呼ばれるものがあり、ボロン繊維で強化したアルミニウムや、炭化ケイ素繊維で強化したチタニウム等が知られている。   There is also a composite material called a metal matrix composite (MMC) in which the base material is a metal such as aluminum, titanium, or copper. For example, MMC includes what is called fiber reinforced metal (FRM), and aluminum reinforced with boron fibers, titanium reinforced with silicon carbide fibers, and the like are known.

また、セラミックス基複合材料(CNC:Ceramics Matrix Composite)と呼ばれる複合材料もある。CMCは、高温材料であるセラミックスに強化相としてセラミックスを複合化したものであり、単体セラミックスにはない優れた特性を引き出すことを狙った複合材料である。強化相としてはセラミックス粒子、ウィスカ、短繊維、連続長繊維がある。本発明は、上述したような複合材料や、その他の複合材料に対して適用することができる。   There is also a composite material called a ceramic matrix composite (CNC). CMC is a composite material in which ceramics, which is a high-temperature material, is combined with a ceramic as a reinforcing phase, and is a composite material that aims to bring out excellent properties that are not found in single ceramics. The reinforcing phase includes ceramic particles, whiskers, short fibers, and continuous long fibers. The present invention can be applied to the composite materials as described above and other composite materials.

実施例1で取り扱うタイヤは、母材であるゴムを、強化材である補強コードによって強化した複合材料の構造体である。なお、実施例1の適用対象はタイヤに限られず、例えば、ゴム材料の母材を繊維で強化した複合材料で構成されるコンベアベルトや防舷材等の構造体、あるいは鉄筋コンクリートの構造体等に対しても適用できる。まず、実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法及び構造体の解析モデルについて説明する前に、複合材料の構造体の一例であるタイヤの構造について簡単に説明する。図1は、タイヤの回転軸を含む子午面で切った場合におけるタイヤの断面を示す一部断面図である。   The tire handled in Example 1 is a composite material structure in which rubber as a base material is reinforced by a reinforcing cord as a reinforcing material. In addition, the application object of Example 1 is not restricted to a tire, For example, to structures, such as a conveyor belt comprised of the composite material which strengthened the base material of rubber material with the fiber, a fender, or the structure of reinforced concrete It can also be applied to. First, before describing a method for creating a structural analysis model and a structural analysis model according to the first embodiment, a structure of a tire, which is an example of a composite material structure, will be briefly described. FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a cross section of a tire when cut along a meridian plane including a rotation axis of the tire.

キャップトレッド11は、タイヤ10の路面接地部に配置されており、カーカス15、ベルト14又はブレーカの外側を覆うゴム層である。キャップトレッド11は、キャップトレッドゴム19Cのゴム層であり、カット衝撃に対してカーカス15やベルト14を保護する役目を持っている。アンダトレッド12は、キャップトレッド11とベルト14との間に配置されるアンダトレッドゴム19Uのゴム層で、発熱性、接着性等を向上させる目的で用いられる。以下、キャップトレッドゴム19C及びアンダトレッドゴム19Uを、ゴムLTという。サイドトレッド13は、サイドウォール部の最も外側に配置されて外からの傷がカーカス15に達するのを防止するとともに、ラジアルタイヤの場合には、車軸からの駆動力を路面に伝える補助的役割も担っている。   The cap tread 11 is a rubber layer that is disposed on the road surface grounding portion of the tire 10 and covers the outside of the carcass 15, the belt 14, or the breaker. The cap tread 11 is a rubber layer of the cap tread rubber 19C, and has a role of protecting the carcass 15 and the belt 14 against a cut impact. The undertread 12 is a rubber layer of undertread rubber 19U disposed between the cap tread 11 and the belt 14, and is used for the purpose of improving heat generation, adhesion and the like. Hereinafter, the cap tread rubber 19C and the under tread rubber 19U are referred to as rubber LT. The side tread 13 is disposed on the outermost side of the sidewall portion to prevent external scratches from reaching the carcass 15 and, in the case of a radial tire, has an auxiliary role of transmitting driving force from the axle to the road surface. I'm in charge.

ベルト14は、キャップトレッド11とカーカス15との間に配置されたゴム引きコードを束ねた補強コードの層である。なお、バイアスタイヤの場合にはブレーカと呼ぶ。ラジアルタイヤにおいて、ベルト14は形状保持及び強度メンバーとして重要な役割を担っている。ベルト14の接地面側には、ベルトカバー材(以下カバー材)18が配置されている。カバー材18は、例えば有機繊維材料を層状に配置したものであり、ベルト14の保護層としての役割や、ベルト14の補強層としての役割を持つ。カーカス15はタイヤ10の骨格をなすゴム引きコードを束ねた補強コードの層である。カーカス15は、タイヤ10に空気を充填した際に圧力容器としての役目を果たす強度メンバーであり、その内圧によって荷重を支え、走行中の動的荷重に耐える構造となっている。   The belt 14 is a layer of reinforcing cords in which rubberized cords arranged between the cap tread 11 and the carcass 15 are bundled. In the case of a bias tire, it is called a breaker. In the radial tire, the belt 14 plays an important role as a shape maintaining and strength member. A belt cover material (hereinafter referred to as a cover material) 18 is disposed on the grounding surface side of the belt 14. For example, the cover material 18 is formed by arranging organic fiber materials in a layered manner, and has a role as a protective layer of the belt 14 and a role as a reinforcing layer of the belt 14. The carcass 15 is a reinforcing cord layer in which rubberized cords forming the skeleton of the tire 10 are bundled. The carcass 15 is a strength member that serves as a pressure vessel when the tire 10 is filled with air, and has a structure that supports a load by its internal pressure and withstands a dynamic load during traveling.

ビード16は、内圧によって発生するカーカス15のコード張力を支えているスチールワイヤの束を、硬質ゴムで固めたリングである。ビード16は、タイヤ10をホイールのリムに固定させる役割を果たす他、カーカス15、ベルト14及びトレッド(キャップトレッド11、アンダトレッド12)とともに、タイヤ10の強度部材となる。ビードフィラ17は、カーカス15をビードワイヤの周囲に巻き込む際に生ずる空間へ充填するゴムである。カーカス15をビード16に固定するとともに、その部分の形状を整え、ビード部全体の剛性を高める。このように、タイヤ10は、母材であるゴムを、強化材であるベルト14、カーカス15、あるいはカバー材18等の補強コードによって補強した複合材料の構造体である。   The bead 16 is a ring in which a bundle of steel wires supporting the cord tension of the carcass 15 generated by internal pressure is hardened with hard rubber. The bead 16 serves as a strength member of the tire 10 together with the carcass 15, the belt 14, and the tread (cap tread 11, undertread 12) in addition to fixing the tire 10 to the wheel rim. The bead filler 17 is a rubber that fills a space generated when the carcass 15 is wound around the bead wire. While fixing the carcass 15 to the bead 16, the shape of the part is adjusted and the rigidity of the whole bead part is improved. As described above, the tire 10 is a composite material structure in which rubber as a base material is reinforced by a reinforcing cord such as a belt 14, a carcass 15, or a cover material 18 as a reinforcing material.

複合材料の構造体であるタイヤ10は、製造後においては、強化材である補強コードが残留応力を持っている。このため、タイヤ10の転動状態やコーナーリング等の過渡事象をシミュレーションしたり、シミュレーションによってタイヤ10と路面との接触状態を解析したりする際には、精度向上という観点から前記残留応力を考慮することが望ましい。したがって、補強コード(強化材)の残留応力を、解析用のデータに反映する必要がある。   In the tire 10 which is a composite material structure, a reinforcing cord which is a reinforcing material has a residual stress after manufacturing. For this reason, when simulating transient events such as the rolling state and cornering of the tire 10 or analyzing the contact state between the tire 10 and the road surface by simulation, the residual stress is considered from the viewpoint of improving accuracy. It is desirable. Therefore, it is necessary to reflect the residual stress of the reinforcing cord (reinforcing material) in the data for analysis.

図2−1、図2−2は、タイヤの断面の概念図である。まず、数値シミュレーションにおいては、補強コードの残留応力値をそのまま用いて、解析対象であるタイヤ10の解析モデル(タイヤモデル)TMを作成した場合について説明する。このタイヤモデルTMは、内部の補強コードをモデル化した補強コードモデルCMを含んでいる。タイヤモデルTM及び補強コードモデルCMは、入力された前記残留応力値に応じた釣り合い計算が行われ、形状が変形し、内部の応力の釣り合いが変化する。その結果、タイヤモデルTMは、変形タイヤモデルTM'となり、補強コードモデルは、変形補強コードモデルCM'になる(図2−2)。   FIGS. 2-1 and 2-2 are conceptual views of a cross section of a tire. First, in the numerical simulation, a case will be described in which an analysis model (tire model) TM of the tire 10 to be analyzed is created using the residual stress value of the reinforcement cord as it is. The tire model TM includes a reinforcement cord model CM that models an internal reinforcement cord. In the tire model TM and the reinforcement cord model CM, a balance calculation is performed according to the input residual stress value, the shape is deformed, and the balance of internal stress changes. As a result, the tire model TM becomes a deformed tire model TM ′, and the reinforcing cord model becomes a deformed reinforcing cord model CM ′ (FIG. 2-2).

図2−2に示すように、変形タイヤモデルTM'の外径は、タイヤモデルTMの外径よりも小さくなるとともに、変形補強コードモデルCM'の残留応力は、補強コードモデルCMよりも緩和される。すなわち、タイヤモデルTMの形状や応力状態は、解析対象であるタイヤ10と異なってしまう。このように、解析対象であるタイヤ10の幾何形状を保持し、かつタイヤ10に含まれる補強コードの実際の残留応力を再現した解析モデルを作成することは、非常に困難であった。   As shown in FIG. 2-2, the outer diameter of the modified tire model TM ′ is smaller than the outer diameter of the tire model TM, and the residual stress of the deformed reinforcing cord model CM ′ is relaxed more than the reinforcing cord model CM. The That is, the shape and stress state of the tire model TM are different from those of the tire 10 to be analyzed. As described above, it is very difficult to create an analysis model that retains the geometric shape of the tire 10 to be analyzed and reproduces the actual residual stress of the reinforcing cord included in the tire 10.

本願発明者らは、上記問題を解決すべく、鋭意研究した。その結果、解析対象構造物を解析用にモデル化した解析モデルの外形寸法と、解析対象構造物が残留応力を持つ部分(例えば複合材料においては、補強コードのような補強材)の残留応力とを、実際の値以上の大きさに予め設定することにより、実際の形状や応力分布を精度よく再現した解析モデルを作成できることを見出した。図3−1、図3−2は、実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法により解析モデルを作成する例を示す断面図である。図3−1に示すように、カバー材18やカーカス15等の補強コードの残留応力及び解析モデルの外径を、解析対象であるタイヤ10の補強コードの残留応力値及びタイヤ10の外径以上として、タイヤモデルTM1及び補強コードモデルCM1を作成する。 The inventors of the present application have made extensive studies to solve the above problems. As a result, the external dimensions of the analysis model in which the structure to be analyzed is modeled for analysis, and the residual stress of the portion where the structure to be analyzed has residual stress (for example, a reinforcing material such as a reinforcement cord in composite materials) It has been found that an analysis model that accurately reproduces the actual shape and stress distribution can be created by setting the size to a value greater than the actual value. FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views illustrating an example in which an analysis model is created by the structure analysis model creation method according to the first embodiment. As shown in FIG. 3A, the residual stress of the reinforcing cord such as the cover material 18 and the carcass 15 and the outer diameter of the analysis model are equal to or greater than the residual stress value of the reinforcing cord of the tire 10 to be analyzed and the outer diameter of the tire 10. The tire model TM 1 and the reinforcement cord model CM 1 are created.

この状態で釣り合い計算を実行すると、図3−2に示すように、タイヤモデルTM1の外径が縮小して変形タイヤモデルTM2となる。このとき、変形タイヤモデルTM2は、タイヤ10の外径と略等しくなる。同様に、補強コードモデルCM1は、釣り合い計算によって変形補強コードモデルCM2となる。前記釣り合い計算により、変形補強コードモデルCM2は、補強コードモデルCM1よりも残留応力が緩和されて、タイヤ10の補強コードの残留応力と略等しくなる。これによって、解析対象であるタイヤ10の幾何形状を保持し、かつタイヤ10に含まれる補強コードの、実際の残留応力の状態を再現した解析モデルを作成することができる。ここで、図3−1、図3−2の実線がタイヤモデルTM1、補強コードモデルCM1等を表し、点線が実際のタイヤ10を表す。 Running the equilibrium calculations in this state, as shown in Figure 3-2, the modified tire model TM 2 by reducing the outer diameter of the tire model TM 1. At this time, the modified tire model TM 2 is substantially equal to the outer diameter of the tire 10. Similarly, the reinforcement cord model CM 1 becomes a deformation reinforcement cord model CM 2 by balance calculation. As a result of the balance calculation, the residual stress of the deformation reinforcing cord model CM 2 is less than that of the reinforcing cord model CM 1, and becomes substantially equal to the residual stress of the reinforcing cord of the tire 10. As a result, it is possible to create an analysis model that retains the geometric shape of the tire 10 to be analyzed and reproduces the actual residual stress state of the reinforcing cord included in the tire 10. Here, the solid lines in FIGS. 3A and 3B represent the tire model TM 1 , the reinforcement cord model CM 1, and the like, and the dotted lines represent the actual tire 10.

次に、実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法の具体的な処理手順について説明する。図4は、実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法の処理手順例を示すフローチャートである。図5は、実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法を実現できる構造体の解析モデル作成装置の一例を示す構成図である。図6−1〜図6−3は、実施例1に係る構造体の初期解析モデルや解析モデルを示す概略図である。図7は、タイヤ内部の補強コードの応力分布を示す概略図である。まず、図5を用いて、実施例1に係る構造体の解析モデル作成装置の構成について説明する。   Next, a specific processing procedure of the structure analysis model creation method according to the first embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the structure analysis model creation method according to the first embodiment. FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an example of a structure analysis model creation apparatus that can realize the structure analysis model creation method according to the first embodiment. 6A to 6C are schematic diagrams illustrating an initial analysis model and an analysis model of the structure according to the first embodiment. FIG. 7 is a schematic view showing the stress distribution of the reinforcing cord inside the tire. First, the structure of the structure analysis model creation apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

構造体の解析モデル作成装置50は、演算部51と記憶部52とで構成される。また、この構造体の解析モデル作成装置50には、入力ポート(I/P)53及び出力ポート(O/P)54を介して、入出力装置55が接続されている。入出力装置55は、入力手段55i、表示手段55d及び処理手段55pから構成されている。そして、入出力装置55に備えられた入力手段55iで、各種命令や解析モデルの作成に必要なデータ等を演算部51や記憶部52へ入力する。ここで、入力手段55iには、キーボード、マウス等の入力デバイスを使用することができる。   The structure analysis model creation apparatus 50 includes a calculation unit 51 and a storage unit 52. Further, an input / output device 55 is connected to the structure analysis model creation device 50 via an input port (I / P) 53 and an output port (O / P) 54. The input / output device 55 includes input means 55i, display means 55d, and processing means 55p. The input means 55 i provided in the input / output device 55 inputs various instructions, data necessary for creating an analysis model, and the like to the arithmetic unit 51 and the storage unit 52. Here, an input device such as a keyboard and a mouse can be used as the input means 55i.

演算部51と記憶部52とは、それぞれ入力ポート(I/P)53及び出力ポート(O/P)54に接続されている。これにより、演算部51は、記憶部52にデータを格納したり、記憶部52に格納されているデータやコンピュータプログラムを読み出したりすることができる。また、構造体の解析モデル作成装置50は、入力ポート(I/P)53及び出力ポート(O/P)54を介して通信網65に接続されている。これにより、演算部51は、通信網65に接続されているデータサーバ61、62に格納されている各種のデータや、同じく通信網65に接続されているコンピュータの機能を利用することができる。   The computing unit 51 and the storage unit 52 are connected to an input port (I / P) 53 and an output port (O / P) 54, respectively. Thereby, the calculating part 51 can store data in the memory | storage part 52, or can read the data and computer program which are stored in the memory | storage part 52. FIG. The structure analysis model creation apparatus 50 is connected to a communication network 65 via an input port (I / P) 53 and an output port (O / P) 54. As a result, the computing unit 51 can use various data stored in the data servers 61 and 62 connected to the communication network 65 and the functions of the computer connected to the communication network 65.

記憶部52には、実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法を実現するコンピュータプログラムや、転動解析、接地解析その他の性能解析に用いるFEMのコンピュータプログラム等が格納されている。ここで、記憶部52は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、又はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ(CD−ROM等のような読み出しのみが可能な記憶媒体)や、RAM(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。   The storage unit 52 stores a computer program that realizes the structure analysis model creation method according to the first embodiment, an FEM computer program used for rolling analysis, grounding analysis, and other performance analysis. Here, the storage unit 52 is a hard disk device, a magneto-optical disk device, a non-volatile memory such as a flash memory (a storage medium that can be read only such as a CD-ROM), or a RAM (Random Access Memory). Such a volatile memory or a combination thereof can be used.

また、上記コンピュータプログラムは、コンピュータシステムにすでに記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、本発明に係る構造体の物理的特性予測方法を実現できるものであってもよい。また、図5における演算部51の機能を実現するための上記コンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたコンピュータプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより本発明に係る予測方法を実行してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。   Further, the computer program may be one that can realize the physical property prediction method for a structure according to the present invention in combination with a computer program already recorded in a computer system. 5 is recorded on a computer-readable recording medium, and the computer program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed. The prediction method according to the present invention may be executed. The “computer system” here includes an OS and hardware such as peripheral devices.

演算部51は、メモリ及びCPU(Central Processing Unit:中央演算装置)により構成されている。性能予測時においては設定された初期解析モデル及び入力データに基づいて、演算部51が前記コンピュータプログラムを前記メモリに読み込み、前記CPUにより前記コンピュータプログラムを実行する。その際に、演算部51は、適宜記憶部52へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して、前記コンピュータプログラムの実行に用いる。なお、前記コンピュータプログラムを前記演算部51が実行することの代わりに、専用のハードウェアにより前記演算部51を構成し、前記コンピュータプログラムの機能を実現するものであってもよい。   The calculation unit 51 includes a memory and a CPU (Central Processing Unit). At the time of performance prediction, based on the set initial analysis model and input data, the calculation unit 51 reads the computer program into the memory, and the CPU executes the computer program. At that time, the calculation unit 51 appropriately stores a numerical value in the middle of the calculation in the storage unit 52, takes out the stored numerical value, and uses it for the execution of the computer program. Note that instead of the calculation unit 51 executing the computer program, the calculation unit 51 may be configured by dedicated hardware to realize the function of the computer program.

ここで、表示手段55dには、CRT(Cathode Ray Tube)や液晶表示装置等を使用することができる。また、記憶部52は、演算部51に内蔵されるものであっても、他の装置(データサーバ61、62やコンピュータ63等)内にあってもよい。さらに、上記構造体の解析モデル作成装置50は、入出力装置55を備えた端末装置64から、通信網65を介して演算部51や記憶部52にアクセスするものであってもよい。次に、図4を用いて、実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法の手順について説明する。なお、以下の説明では、適宜図1〜図6を参照されたい。   Here, a CRT (Cathode Ray Tube), a liquid crystal display device, or the like can be used for the display means 55d. Further, the storage unit 52 may be built in the calculation unit 51 or may be in another device (such as the data servers 61 and 62 and the computer 63). Furthermore, the structure analysis model creation device 50 may be configured to access the calculation unit 51 and the storage unit 52 via the communication network 65 from the terminal device 64 including the input / output device 55. Next, the procedure of a method for creating an analysis model for a structure according to the first embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, please refer to FIGS.

まず、解析対象であるタイヤ10の補強コードの残留応力α、あるいは残留応力αに相当する物理量を取得する(ステップS101)。すなわち、解析対象である構造体の、一部の物理量を取得する。なお、タイヤの補強コードというときには、ベルト14、カーカス15、あるいはカバー材(ベルト補強層)18等をいう(図1参照)。本発明は、補強コードの材質や撚り方等に限定なく適用できるが、特に、タイヤ製造上において張力が変化しやすい有機繊維の補強コードに好ましい。ここで、前記残留応力αに相当する物理量には、例えば、補強コードの張力やひずみがあげられる。補強コードの残留応力α、あるいは残留応力αに相当する物理量を取得する際には、残留応力α等の分布を考慮して、前記補強コードの少なくとも一箇所から取得することが好ましい。   First, the residual stress α of the reinforcement cord of the tire 10 to be analyzed or a physical quantity corresponding to the residual stress α is acquired (step S101). That is, a partial physical quantity of the structure to be analyzed is acquired. The tire reinforcement cord refers to the belt 14, the carcass 15, the cover material (belt reinforcement layer) 18 or the like (see FIG. 1). The present invention can be applied without limitation to the material of the reinforcing cord, the twisting method, and the like, but is particularly preferable for the reinforcing cord of organic fiber whose tension is likely to change during tire manufacture. Here, examples of the physical quantity corresponding to the residual stress α include tension and strain of the reinforcing cord. When acquiring the residual stress α of the reinforcing cord or a physical quantity corresponding to the residual stress α, it is preferable to acquire it from at least one location of the reinforcing cord in consideration of the distribution of the residual stress α and the like.

例えば、図7に示すように、残留応力αあるいは残留応力αに相当する物理量が、タイヤ10の幅W方向に対して分布を持つ場合は、W1、W2、W3、・・・Wnの各位置から残留応力α等を取得する。これにより、実際のタイヤの応力分布や形状をより高い精度で再現した解析モデルを作成することができる。 For example, as shown in FIG. 7, when the residual stress α or a physical quantity corresponding to the residual stress α has a distribution in the width W direction of the tire 10, W 1 , W 2 , W 3 ,. Residual stress α and the like are acquired from each position of n . This makes it possible to create an analysis model that reproduces the actual tire stress distribution and shape with higher accuracy.

なお、図7に示す例では、タイヤ10の幅W方向に対する分布を考慮しているが、タイヤ10の周方向に対する残留応力α等の分布を考慮してもよい。また、図7に示す例では、タイヤ10の幅W方向のそれぞれn箇所から残留応力α等を取得しているが、残留応力α等が略一定とみなせる領域を最小単位として、残留応力α等を取得してもよい。   In the example shown in FIG. 7, the distribution in the width W direction of the tire 10 is considered, but the distribution of the residual stress α and the like in the circumferential direction of the tire 10 may be considered. In the example shown in FIG. 7, the residual stress α and the like are obtained from each of the n positions in the width W direction of the tire 10. May be obtained.

残留応力α、あるいは残留応力αに相当する物理量は、実測により取得することができる。また、過去の知見等から、残留応力α、あるいは残留応力αに相当する物理量の分布を推定することができる場合には、これらを実際に測定することなく、過去の知見等から得られる残留応力α、あるいは残留応力αに相当する物理量の推定値を用いてもよい。例えば、タイヤ10の場合には、製造にともなうタイヤ10の外径の成長率から、ベルト14やカーカス15を構成する補強コードの残留張力分布を推定し、その推定値に基づいて残留応力α等を推定することができる。また、タイヤ10の製造工程におけるカバー材18やカーカス15等を構成する補強コードの伸びに基づいて、前記残留応力αを設定してもよい。   The residual stress α or the physical quantity corresponding to the residual stress α can be obtained by actual measurement. If the residual stress α or the distribution of the physical quantity corresponding to the residual stress α can be estimated from past knowledge, the residual stress obtained from the past knowledge, etc., without actually measuring them. α or an estimated value of a physical quantity corresponding to the residual stress α may be used. For example, in the case of the tire 10, the residual tension distribution of the reinforcing cords constituting the belt 14 and the carcass 15 is estimated from the growth rate of the outer diameter of the tire 10 during manufacture, and the residual stress α and the like are based on the estimated value. Can be estimated. Further, the residual stress α may be set based on the elongation of the reinforcing cords constituting the cover member 18 and the carcass 15 in the manufacturing process of the tire 10.

次に、解析対象の構造体であるタイヤ10の初期解析モデル1を作成する(ステップS102)。初期解析モデル1の作成においては、数値解析が可能な要素で、解析対象の構造体(実施例1ではタイヤ10)をモデル化する。実施例1においては、構造体の解析にあたってFEM(Finite Element Method:有限要素法)を使用するので、有限要素法で解析可能な要素でタイヤ10をモデル化する。なお、実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法に適用できる解析手法はFEMに限られず、BEM(Boundary Element Method:境界要素法)、FDM(Finite Differences Method:有限差分法)等も使用できる。予測対象の構造体や境界条件等によって最も適当な解析手法を選択し、又は複数の解析手法を組み合わせて使用することが好ましい。   Next, the initial analysis model 1 of the tire 10 that is the structure to be analyzed is created (step S102). In the creation of the initial analysis model 1, the structure to be analyzed (the tire 10 in the first embodiment) is modeled with elements that allow numerical analysis. In the first embodiment, since the FEM (Finite Element Method) is used for analyzing the structure, the tire 10 is modeled with an element that can be analyzed by the finite element method. The analysis method applicable to the structure analysis model creation method according to the first embodiment is not limited to FEM, and BEM (Boundary Element Method), FDM (Finite Differences Method), and the like can also be used. . It is preferable to select the most appropriate analysis method according to the structure to be predicted, boundary conditions, or the like, or to use a combination of a plurality of analysis methods.

図8は、構造体であるタイヤの初期解析モデルを示す斜視図である。図8に示すように、構造体であるタイヤ10(図1参照)は、有限要素法に基づき、有限個の微小要素e1、e2、en等に分割されて、初期解析モデル1が作成される。有限要素法に基づく微小要素とは、例えば2次元平面においては四辺形要素、3次元体としては四面体ソリッド要素、五面体ソリッド要素、六面体ソリッド要素等のソリッド要素や、三角形シェル要素、四角形シェル要素等のシェル要素等、コンピュータで取り扱い得る要素とすることが望ましい。このようにして分割された微小要素は、解析の過程においては、3次元座標を用いて逐一特定される。 FIG. 8 is a perspective view showing an initial analysis model of a tire as a structure. As shown in FIG. 8, the tire 10 is a structure (see FIG. 1) is based on the finite element method, is divided into a finite number of small elements e 1, e 2, e n, etc., an initial analysis model 1 Created. The microelements based on the finite element method are, for example, a quadrilateral element in a two-dimensional plane, a solid element such as a tetrahedral solid element, a pentahedral solid element, a hexahedral solid element as a three-dimensional body, a triangular shell element, and a rectangular shell. It is desirable that the element can be handled by a computer, such as a shell element. The microelements divided in this way are identified one by one using the three-dimensional coordinates in the process of analysis.

次に、補強コードのモデル化の一例について説明する。図9−1は、補強コードの一例を示す説明図である。図9−2、図9−3は、補強コードを断面形状変化がない形状としてモデル化した一例を示す説明図である。タイヤ10のゴム(母材)LT内に配置される補強コード20には、撚り線(図9−1)や、モノフィラメントにスパイラル状又は平面状の波付けをしたもの等が使用される。このように、補強コード20の断面形状は、補強コード20の長さ方向に対して変化しており、補強コード20の形状は複雑である。このため、補強コード20をこのまま微小要素に分割すると、計算量が極めて多くなり、現実的ではない。   Next, an example of reinforcing cord modeling will be described. FIG. 9A is an explanatory diagram of an example of a reinforcing cord. 9-2 and 9-3 are explanatory diagrams illustrating an example in which the reinforcing cord is modeled as a shape having no cross-sectional shape change. As the reinforcing cord 20 disposed in the rubber (base material) LT of the tire 10, a stranded wire (FIG. 9-1) or a monofilament with spiral or planar corrugation is used. Thus, the cross-sectional shape of the reinforcement cord 20 changes with respect to the length direction of the reinforcement cord 20, and the shape of the reinforcement cord 20 is complicated. For this reason, if the reinforcing cord 20 is divided into minute elements as it is, the amount of calculation becomes extremely large, which is not realistic.

したがって、実施例1においては、図9−2や図9−3に示すように、補強コード20の断面形状は補強コード20の長さ方向に対して変化しないものとして、単純化した補強コードモデル2a、2bを作成している。これによって計算量を低減できるので、CPUやメモリその他のハードウェア資源の負荷を低減でき、好ましい。なお、ゴムLTは、有限要素法に基づきゴムモデルLTM化されている。実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法に適用できる補強コードのモデル化は上記例に限られず、断面形状の変化を考慮してモデル化してもよい。上記手順によって、補強コード20を含むタイヤ10の初期解析モデル1を作成することができる。なお、残留応力αの取得(ステップS101)と初期解析モデルの作成(ステップS102)との処理順序は問わない(以下同様)。 Therefore, in the first embodiment, as shown in FIGS. 9-2 and 9-3, a simplified reinforcing cord model is assumed in which the cross-sectional shape of the reinforcing cord 20 does not change with respect to the length direction of the reinforcing cord 20. 2a and 2b are created. This can reduce the amount of calculation, which can reduce the load on the CPU, memory and other hardware resources, which is preferable. The rubber LT is converted into a rubber model LT M based on the finite element method. The reinforcement cord modeling that can be applied to the structural body analysis model creation method according to the first embodiment is not limited to the above example, and may be modeled in consideration of a change in cross-sectional shape. The initial analysis model 1 of the tire 10 including the reinforcing cord 20 can be created by the above procedure. Note that the processing order for obtaining the residual stress α (step S101) and creating the initial analysis model (step S102) is not limited (the same applies hereinafter).

次に、所定の係数である拡大係数f1を設定する(ステップS103)。図10−1は、補強コードの残留応力を示す模式図である。図10−2は、補強コードの残留応力とは逆向きの応力が補強コードに作用した状態を示す模式図である。図10−1に示すように、製造後のタイヤ10には、補強コード20に、引張りの残留応力αが作用している。実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法では、図10−2に示すように、構造体の一部(ここではタイヤ10の補強コード20)の物理量(ここでは残留応力)と逆向きの物理量の下で釣り合い計算を実行する。   Next, an enlargement coefficient f1, which is a predetermined coefficient, is set (step S103). FIG. 10A is a schematic diagram illustrating the residual stress of the reinforcing cord. FIG. 10-2 is a schematic diagram illustrating a state in which stress opposite to the residual stress of the reinforcing cord is applied to the reinforcing cord. As shown in FIG. 10A, tensile residual stress α acts on the reinforcing cord 20 in the manufactured tire 10. In the structure analysis model creation method according to the first embodiment, as shown in FIG. 10-2, the physical quantity (here, residual stress) of a part of the structure (here, the reinforcing cord 20 of the tire 10) is opposite to that of the structure. Perform balance calculations under physical quantities.

そして、その計算結果を初期解析モデル1に反映させることで、釣り合い計算後における初期解析モデル1の外形寸法を、予め実際の構造体(タイヤ10)の外形寸法よりも大きく設定する。実施例1では、取得した残留応力α等に、設定した拡大係数f1を乗じた応力条件で、初期解析モデル1の釣り合い計算を実行する。すなわち、構造体(タイヤ10)の一部(補強コード)の物理量とは逆向きの物理量(残留応力)と釣り合うように、初期解析モデル1に対して釣り合い計算を実行する。このため、拡大係数f1は負の値とする。このように、構造体の物理量を用いて、これに拡大係数f1を乗ずることにより、構造体の内部における応力の状態を、簡易かつ正確に、構造体の形状へ反映させることができる。   Then, by reflecting the calculation result in the initial analysis model 1, the outer dimension of the initial analysis model 1 after the balance calculation is set in advance to be larger than the outer dimension of the actual structure (tire 10). In the first embodiment, the balance analysis of the initial analysis model 1 is executed under a stress condition obtained by multiplying the acquired residual stress α and the like by the set expansion coefficient f1. That is, the balance calculation is performed on the initial analysis model 1 so as to balance the physical quantity (residual stress) in the direction opposite to the physical quantity of a part (reinforcement cord) of the structure (tire 10). For this reason, the enlargement coefficient f1 is a negative value. In this way, by using the physical quantity of the structure and multiplying this by the expansion factor f1, the state of stress inside the structure can be reflected in the shape of the structure easily and accurately.

また、拡大係数f1の範囲は−1.5以上−0.5以下が好ましく、より好ましくは−1.1以上−0.9である。さらには、拡大係数f1は−1とすることが好ましい。また、図7に示すように、補強コード20の残留応力の大きさが分布を持つ場合には、残留応力の大きさに応じて、場所毎に拡大係数f1を変化させてもよい。このようにすれば、実際のタイヤ10の形状や応力状態を、より高い精度で再現した解析モデルを作成することができる。   The range of the expansion coefficient f1 is preferably −1.5 or more and −0.5 or less, more preferably −1.1 or more and −0.9. Furthermore, the enlargement factor f1 is preferably -1. Further, as shown in FIG. 7, when the magnitude of the residual stress of the reinforcing cord 20 has a distribution, the expansion factor f1 may be changed for each location according to the magnitude of the residual stress. In this way, it is possible to create an analysis model that reproduces the actual shape and stress state of the tire 10 with higher accuracy.

次に、取得した残留応力α等に、設定した拡大係数f1を乗じた値を補強コードモデル2a等の修正応力(修正物理量)σとする。そして、演算部51は、補強コードモデル2a等の修正応力σをf1×αに固定して、初期解析モデル1の第1の釣り合い計算を実行する(ステップS104)。ここで、「固定」とは釣り合い計算の開始から所定の時間(例えば、釣り合い計算の終了時まで)、補強コードモデル2a等の修正応力σをf1×αに維持することをいう(以下同様)。このように、補強コードモデル2a等の応力を固定して釣り合い計算を実行することにより、第1の釣り合い計算実行中においては、補強コードモデル2a等の応力緩和の影響を排除することができる。   Next, a value obtained by multiplying the acquired residual stress α or the like by the set expansion coefficient f1 is set as a correction stress (correction physical quantity) σ of the reinforcement cord model 2a or the like. Then, the calculation unit 51 fixes the correction stress σ of the reinforcement cord model 2a and the like to f1 × α, and executes the first balance calculation of the initial analysis model 1 (step S104). Here, “fixed” means that the correction stress σ of the reinforcing cord model 2a and the like is maintained at f1 × α for a predetermined time (for example, until the end of the balance calculation) from the start of the balance calculation (the same applies hereinafter). . Thus, by executing the balance calculation while fixing the stress of the reinforcing cord model 2a and the like, the influence of stress relaxation of the reinforcing cord model 2a and the like can be eliminated during the execution of the first balance calculation.

第1の釣り合い計算が終了したら、演算部51は、第1の釣り合い計算による初期解析モデル1の変形情報を初期解析モデル1に反映させて、修正解析モデル1cを作成する(ステップS105、図6−2)。図6−2に示すように、修正解析モデル1cは、初期解析モデル1よりも外形寸法が大きくなる。修正解析モデル1cを作成したら、演算部51は、補強コードモデル2a等の応力を残留応力α、すなわち初期物理量に固定して、修正解析モデル1cの第2の釣り合い計算を実行する(ステップS106)。   When the first balance calculation is completed, the calculation unit 51 reflects the deformation information of the initial analysis model 1 based on the first balance calculation on the initial analysis model 1 to create a modified analysis model 1c (step S105, FIG. 6). -2). As shown in FIG. 6B, the modified analysis model 1 c has a larger outer dimension than the initial analysis model 1. When the correction analysis model 1c is created, the calculation unit 51 fixes the stress of the reinforcement code model 2a or the like to the residual stress α, that is, the initial physical quantity, and executes the second balance calculation of the correction analysis model 1c (step S106). .

このように、補強コードモデル2a等の応力を固定して釣り合い計算を実行することにより、第2の釣り合い計算実行中においては、補強コードモデル2a等の応力緩和の影響を排除することができる。なお、補強コードモデル2a等の応力を固定するということは、釣り合い計算実行中における応力緩和がないということなので、釣り合い計算中においては、補強コードモデル2a等の応力は、残留応力α(解析対象の構造体の物理量)以上の値に維持されることになる。   Thus, by executing the balance calculation while fixing the stress of the reinforcement cord model 2a and the like, the influence of stress relaxation of the reinforcement cord model 2a and the like can be eliminated during the execution of the second balance calculation. Note that fixing the stress of the reinforcement cord model 2a and the like means that there is no stress relaxation during execution of the balance calculation. Therefore, during the balance calculation, the stress of the reinforcement cord model 2a and the like is the residual stress α (analysis target). The physical quantity of the structure is maintained at a value equal to or higher than the physical quantity.

前記第2の釣り合い計算の結果得られたモデルが、求める解析モデル1t(図6−3)となる。このように、上記手順により実施例1に係る解析モデル1tが完成する(ステップS107)。その後、完成した解析モデル1tを用いて、タイヤ10の性能を予測したり、解析モデル1tをホイールに嵌合させたタイヤ・ホイール組立体を作成して、この性能を予測したりする(ステップS108)。   A model obtained as a result of the second balance calculation is an analysis model 1t (FIG. 6-3) to be obtained. Thus, the analysis model 1t according to the first embodiment is completed by the above procedure (step S107). Thereafter, using the completed analysis model 1t, the performance of the tire 10 is predicted, or a tire / wheel assembly in which the analysis model 1t is fitted to the wheel is created, and this performance is predicted (step S108). ).

(変形例)
図11は、実施例1の変形例に係る構造体の解析モデル作成方法の手順を示すフローチャートである。この変形例は、実施例1と略同様の構成であるが、作成した修正解析モデルの物理量(残留応力)に基づいて拡大係数を修正し、修正解析モデルを再作成する点が異なる。他の構成は実施例1と同様なのでその説明を省略する。なお、次の説明では、適宜図1〜10を参照されたい。
(Modification)
FIG. 11 is a flowchart illustrating a procedure of a method for creating an analysis model for a structure according to a modification of the first embodiment. This modification has substantially the same configuration as that of the first embodiment, except that the expansion coefficient is corrected based on the physical quantity (residual stress) of the created modified analysis model, and the modified analysis model is recreated. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted. In the following description, please refer to FIGS.

この変形例に係る構造体の解析モデル作成方法において、ステップS201〜ステップS206までは、実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法のステップS101〜ステップS101〜ステップS106と同様なので、説明を省略する。修正解析モデル1cに対する第2の釣り合い計算を実行したら(ステップS206)、演算部51は、第2の釣り合い計算後における修正解析モデル1cの応力γを取得する(ステップS207)。   In the structure analysis model creation method according to this modification, steps S201 to S206 are the same as steps S101 to S101 to step S106 of the structure analysis model creation method according to the first embodiment, and thus description thereof is omitted. To do. When the second balance calculation is performed on the correction analysis model 1c (step S206), the calculation unit 51 acquires the stress γ of the correction analysis model 1c after the second balance calculation (step S207).

演算部51は、取得した前記応力γとステップS201で取得した残留応力αとの差(ここでは両者の差の絶対値を用いる)と、所定の閾値εとを比較する(ステップS208)。所定の閾値εは、0〜0.1×αの範囲が好ましく、より好ましくは0〜0.01×αの範囲である。また、演算部51は、第2の釣り合い計算により得られた修正解析モデル1c(第2修正解析モデル)の形状が、初期解析モデル1の形状、すなわち、タイヤ10の形状と略同形状であるか否かを判定する。第2修正解析モデルの形状と、初期解析モデル1の形状とは、第2修正解析モデルを構成する各要素の節点(Xi、Yi、Zi)と、前記節点に対応する、初期解析モデル1の節点(xi、yi、zi)とを比較する。そして、前記節点の変位量(ΔX、ΔY、ΔZ)が所定の閾値よりも小さい場合には、第2修正解析モデルの形状と、初期解析モデル1の形状とは略同形状であると判定する。ここで、ΔXi=|Xi−xi|、ΔYi=|Yi−yi|、ΔZi=|Zi−zi|である。また、「i」は、節点の番号を示すパラメータである。   The computing unit 51 compares the difference between the acquired stress γ and the residual stress α acquired in step S201 (here, the absolute value of the difference between the two) and a predetermined threshold ε (step S208). The predetermined threshold ε is preferably in the range of 0 to 0.1 × α, more preferably in the range of 0 to 0.01 × α. Further, in the calculation unit 51, the shape of the correction analysis model 1c (second correction analysis model) obtained by the second balance calculation is substantially the same as the shape of the initial analysis model 1, that is, the shape of the tire 10. It is determined whether or not. The shape of the second correction analysis model and the shape of the initial analysis model 1 are the nodes (Xi, Yi, Zi) of each element constituting the second correction analysis model and the initial analysis model 1 corresponding to the nodes. The node (xi, yi, zi) is compared. When the displacement amount (ΔX, ΔY, ΔZ) of the node is smaller than a predetermined threshold, it is determined that the shape of the second modified analysis model and the shape of the initial analysis model 1 are substantially the same shape. . Here, ΔXi = | Xi−xi |, ΔYi = | Yi−yi |, and ΔZi = | Zi−zi |. “I” is a parameter indicating a node number.

|γ−α|≧ε、又は第2修正解析モデルの形状と、初期解析モデル1の形状とが略同形状でない場合(ステップS208;No)、第2修正解析モデルは、実際のタイヤ10の形状及び応力状態を十分に再現していないと判断できる。この場合には、拡大係数f1を再設定し(ステップS209)、これを用いて新たな修正応力σ(=f1×α)を作成して修正解析モデル1cを再度作成する(ステップS204〜ステップS206)。そして、再度作成した修正解析モデル1cが、|γ−α|<ε、かつ第2修正解析モデルの形状と、初期解析モデル1の形状とが略同形状となるまで、拡大係数f1の再設定、修正解析モデルの再生成を繰り返す。   | Γ−α | ≧ ε, or when the shape of the second correction analysis model and the shape of the initial analysis model 1 are not substantially the same shape (step S208; No), the second correction analysis model is the actual tire 10 It can be judged that the shape and the stress state are not sufficiently reproduced. In this case, the enlargement factor f1 is reset (step S209), and a new correction stress σ (= f1 × α) is generated using the enlargement factor f1 (step S204 to step S206). ). Then, the correction coefficient f1 is reset until the correction analysis model 1c created again has | γ−α | <ε and the shape of the second correction analysis model and the shape of the initial analysis model 1 are substantially the same. Repeat the regeneration of the modified analysis model.

|γ−α|<ε、かつ第2修正解析モデルの形状と、初期解析モデル1の形状とが略同形状である場合(ステップS208;Yes)、前記第2の釣り合い計算の結果得られた修正解析モデル1c(第2修正解析モデル)が、求める解析モデル1t(図6−3)となり、実施例1の変形例に係る解析モデル1tが完成する(ステップS210)。その後、完成した解析モデル1tを用いて、タイヤ10の性能を予測したり、解析モデル1tをホイールに嵌合させたタイヤ・ホイール組立体を作成して、この性能を予測したりする(ステップS211)。   When | γ−α | <ε and the shape of the second modified analysis model and the shape of the initial analysis model 1 are substantially the same shape (step S208; Yes), the result of the second balance calculation is obtained. The correction analysis model 1c (second correction analysis model) becomes the analysis model 1t to be obtained (FIG. 6-3), and the analysis model 1t according to the modification of the first embodiment is completed (step S210). Then, using the completed analysis model 1t, the performance of the tire 10 is predicted, or a tire / wheel assembly in which the analysis model 1t is fitted to the wheel is created, and this performance is predicted (step S211). ).

なお、補強コードモデル2a等のすべての節点が|γ−α|<εを満たしていない場合に拡大係数f1を再設定してもよいし、所定の割合(例えば全節点の10%)以上の節点が前記関係を満たしていない場合に拡大係数f1を再設定するようにしてもよい。また、転動解析や接地解析等を考慮して、作成した解析モデルの評価において影響を与える補強コードの領域については、略100%の節点が|γ−α|<εを満たすようにしてもよい。さらには、補強コードモデル2a等のすべての節点における|γ−α|を統計処理し、その標準偏差が所定の値を超えている場合には、拡大係数f1を再設定するようにしてもよい。修正解析モデル1cの形状判定についても同様である。   Note that when all the nodes of the reinforcing cord model 2a or the like do not satisfy | γ−α | <ε, the enlargement factor f1 may be reset, or a predetermined ratio (for example, 10% of all nodes) or more. If the node does not satisfy the relationship, the enlargement factor f1 may be reset. In addition, in consideration of rolling analysis, grounding analysis, etc., about 100% of the nodes satisfying the condition of | γ−α | <ε in the region of the reinforcing cord that affects the evaluation of the created analysis model. Good. Further, | γ−α | at all nodes of the reinforcing cord model 2a and the like is statistically processed, and when the standard deviation exceeds a predetermined value, the expansion coefficient f1 may be reset. . The same applies to the shape determination of the correction analysis model 1c.

以上、実施例1及びその変形例では、解析対象である構造体の外形寸法を、実際の構造体よりも大きく設定するとともに、解析対象である構造体の一部の残留応力、残留ひずみその他の物理量を、実際の構造体における物理量の値以上として、前記構造体の解析モデルを作成する。これにより、実際の構造体の形状及び応力状態を精度よく再現した構造体の解析モデルを作成することができる。また、物理量を固定して釣り合い計算を実行するため、簡潔なアルゴリズムで構造体の解析モデル作成方法を実現できる。これにより、ハードウェア資源に対する負荷を小さくできるので、計算速度も向上する。なお、実施例1及びその変形例において開示した構成は、以下の実施例においても適宜適用できる。また、実施例1及びその変形例において開示した構成と同様の構成を備える以上、実施例1及びその変形例と同様の作用、効果を奏する。   As described above, in the first embodiment and the modified example, the outer dimension of the structure to be analyzed is set larger than that of the actual structure, and the residual stress, the residual strain, and the like of a part of the structure to be analyzed are set. An analysis model of the structure is created by setting the physical quantity to be equal to or greater than the value of the physical quantity in the actual structure. As a result, an analysis model of the structure that accurately reproduces the shape and stress state of the actual structure can be created. Moreover, since the balance calculation is executed with the physical quantity fixed, a method for creating an analysis model of the structure can be realized with a simple algorithm. As a result, the load on the hardware resource can be reduced, and the calculation speed is also improved. Note that the configurations disclosed in the first embodiment and the modifications thereof can be applied as appropriate in the following embodiments. In addition, as long as the configuration similar to the configuration disclosed in the first embodiment and the modification thereof is provided, the same operations and effects as the first embodiment and the modification thereof are exhibited.

実施例2は、実施例1、あるいはその変形例と略同様の構成であるが、取得した構造物の一部の物理量となるように初期物理量を設定し、この初期物理量に基づいて修正解析モデルを作成し、また、釣り合い計算においては、構造体の残留応力、残留ひずみその他の物理量の大きさを固定しない点が異なる。他の構成は実施例1等と同様なのでその説明を省略する。なお、次の説明では、適宜図1〜10を参照されたい。   The second embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment or its modification, but an initial physical quantity is set so as to be a partial physical quantity of the acquired structure, and a modified analysis model is based on the initial physical quantity. In the balance calculation, the residual stress, residual strain and other physical quantities of the structure are not fixed. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted. In the following description, please refer to FIGS.

図12は、実施例2に係る構造体の解析モデル作成方法の手順を示すフローチャートである。残留応力の取得(ステップS301)、初期解析モデルの作成(ステップS302)は、実施例1等と同様なので、説明を省略する。残留応力αを取得し、初期解析モデルを作成したら、物理量初期値である応力初期値βを設定する(ステップS303)。応力初期値βは、例えば、ステップS301で取得した残留応力αとする。   FIG. 12 is a flowchart illustrating the procedure of the structure analysis model creation method according to the second embodiment. The acquisition of the residual stress (step S301) and the creation of the initial analysis model (step S302) are the same as those in the first embodiment and the description thereof is omitted. After obtaining the residual stress α and creating the initial analysis model, the initial stress value β, which is the physical quantity initial value, is set (step S303). The initial stress value β is, for example, the residual stress α acquired in step S301.

次に、ステップS302で作成した初期解析モデル1の応力をβとし、この条件で、演算部51は前記初期解析モデル1に対して釣り合い計算を実行する(ステップS304)。なお、この釣り合い計算は、「初期釣り合い計算」に相当する。次に、演算部51は、ステップS304での釣り合い計算後における初期解析モデル1の応力α1を取得する(ステップS305)。これにより、初期釣り合い計算による補強コードモデル2a等の応力変化に関する情報を得ることができる。 Next, the stress of the initial analysis model 1 created in step S302 is β, and under this condition, the calculation unit 51 performs a balance calculation on the initial analysis model 1 (step S304). This balance calculation corresponds to “initial balance calculation”. Next, the computing unit 51 acquires the stress α 1 of the initial analysis model 1 after the balance calculation in Step S304 (Step S305). Thereby, the information regarding the stress change of the reinforcement cord model 2a etc. by the initial balance calculation can be obtained.

演算部51は、取得した前記応力α1とステップS301で取得した残留応力αとの差(ここでは両者の差の絶対値を用いる)と、所定の閾値ε1とを比較する(ステップS306)。所定の閾値ε1は、0〜0.05×αの範囲が好ましく、より好ましくは、0〜0.005×αの範囲である。|α1−α|≧ε1である場合(ステップS306;No)、作成する解析モデルの初期物理量として、応力初期値βは不適切であると判断できる。この場合には、応力初期値βを再設定し(ステップS307)、新たな応力初期値βを用いて初期解析モデル1に対する釣り合い計算を実行する(ステップS304、ステップS305)。そして、ステップS304での釣り合い計算後における初期解析モデル1の応力α1が、|α1−α|<ε1となるまで、応力初期値βの再設定、初期解析モデル1の釣り合い計算を繰り返す。 The calculation unit 51 compares the difference between the acquired stress α 1 and the residual stress α acquired in step S301 (here, the absolute value of the difference between the two) and a predetermined threshold ε 1 (step S306). . The predetermined threshold ε 1 is preferably in the range of 0 to 0.05 × α, and more preferably in the range of 0 to 0.005 × α. If | α 1 −α | ≧ ε 1 (step S306; No), it can be determined that the initial stress value β is inappropriate as the initial physical quantity of the analysis model to be created. In this case, the stress initial value β is reset (step S307), and the balance calculation for the initial analysis model 1 is executed using the new stress initial value β (step S304, step S305). Then, until the stress α 1 of the initial analysis model 1 after the balance calculation in step S304 becomes | α 1 −α | <ε 1 , the resetting of the stress initial value β and the balance calculation of the initial analysis model 1 are repeated. .

ここで、応力初期値βの再設定について説明する。応力初期値βは、例えば線形を仮定して、式(1)により補正することができる。
βnew=βold×(α/α1)・・・(1)
また、式(2)を用いて、残留応力αと、ステップS304での釣り合い計算後における初期解析モデル1の応力α1との差で補正してもよい。
βnew=βold×(α−α1)・・・(2)
ここで、βnewは、再設定しようとする応力初期値であり、βoldは、|α1−α|≧ε1と判断されたときの応力初期値である。
Here, the resetting of the stress initial value β will be described. The stress initial value β can be corrected by the equation (1) assuming, for example, linearity.
β new = β old × (α / α 1 ) (1)
Further, using Equation (2), and residual stresses alpha, it may be corrected by the difference between the stress alpha 1 in the initial analysis model 1 after balance calculation in step S304.
β new = β old × (α−α 1 ) (2)
Here, β new is an initial stress value to be reset, and β old is an initial stress value when | α 1 −α | ≧ ε 1 is determined.

なお、補強コードモデル2a等のすべての節点が|α1−α|<ε1を満たしていない場合に応力初期値βを再設定してもよいし、所定の割合(例えば全節点の10%)以上の節点が前記関係を満たしていない場合に応力初期値βを再設定するようにしてもよい。また、転動解析や接地解析等を考慮して、作成した解析モデルの評価において影響を与える補強コードの領域については、略100%の節点が|α1−α|<ε1を満たすようにしてもよい。さらには、補強コードモデル2a等のすべての節点における|α1−α|を統計処理し、その標準偏差が所定の値を超えている場合には、応力初期値βを再設定するようにしてもよい。 The stress initial value β may be reset when all the nodes of the reinforcing cord model 2a or the like do not satisfy | α 1 −α | <ε 1 , or a predetermined ratio (for example, 10% of all nodes) ) If the above nodes do not satisfy the above relationship, the stress initial value β may be reset. Also, in consideration of rolling analysis, grounding analysis, etc., for the area of the reinforcing cord that affects the evaluation of the created analysis model, approximately 100% of the nodes should satisfy | α 1 −α | <ε 1. May be. Furthermore, statistical processing is performed on | α 1 −α | at all nodes of the reinforcement cord model 2a and the like, and when the standard deviation exceeds a predetermined value, the stress initial value β is reset. Also good.

|α1−α|<ε1である場合(ステップS306;Yes)、解析対象である構造体(タイヤ10)全体が、補強コード20の実際の残留応力αで釣り合った状態を得るには、作成しようとする解析モデルの補強コードモデル2a等の初期物理量に、|α1−α|<ε1となる応力初期値βを設定すればよいと判断できる。この場合には、|α1−α|<ε1となったときの応力初期値(物理量初期値)βを、初期物理量として設定する。 When | α 1 −α | <ε 1 (step S306; Yes), in order to obtain a state in which the entire structure to be analyzed (tire 10) is balanced by the actual residual stress α of the reinforcing cord 20, It can be determined that an initial stress value β satisfying | α 1 −α | <ε 1 may be set as the initial physical quantity of the reinforcement code model 2a or the like of the analysis model to be created. In this case, the initial stress (β initial value) β when | α 1 −α | <ε 1 is set as the initial physical quantity.

次に、拡大係数f1を設定する(ステップS308)。拡大係数f1については、実施例1と同様である。拡大係数f1の設定においては、図7に示すように、補強コード20の残留応力が分布を持つ場合には、この分布を考慮して、場所毎に拡大係数f1を変化させてもよい。このようにすれば、実際のタイヤ10の形状や応力状態をより高い精度で再現した解析モデルを作成することができる。   Next, an enlargement coefficient f1 is set (step S308). The enlargement coefficient f1 is the same as that in the first embodiment. In setting the expansion coefficient f1, as shown in FIG. 7, when the residual stress of the reinforcing cord 20 has a distribution, the expansion coefficient f1 may be changed for each location in consideration of this distribution. In this way, it is possible to create an analysis model that reproduces the actual shape and stress state of the tire 10 with higher accuracy.

次に、上記手順によって設定した初期物理量(ここではβ)に、ステップS308で設定した拡大係数f1を乗じて求めた応力条件において、初期解析モデル1の釣り合い計算を実行する。ここで、設定した初期物理量(ここではβ)に、設定した拡大係数f1を乗じた値を、補強コードモデル2a等の修正応力(修正物理量)σ(=f1×β)とする。演算部51は、補強コードモデル2a等の応力を修正応力σ(=f1×β)とした条件下で、初期解析モデル1に対して第1の釣り合い計算を実行する(ステップS309)。なお、|α1−α|<ε1である場合、補強コードモデル2a等の応力は、残留応力α(解析対象の構造体の物理量)以上となる。 Next, a balance calculation of the initial analysis model 1 is executed under the stress condition obtained by multiplying the initial physical quantity (β in this case) set by the above procedure by the expansion coefficient f1 set in step S308. Here, a value obtained by multiplying the set initial physical quantity (here, β) by the set enlargement coefficient f1 is set as a correction stress (correction physical quantity) σ (= f1 × β) of the reinforcement cord model 2a and the like. The calculation unit 51 performs the first balance calculation on the initial analysis model 1 under the condition that the stress of the reinforcement cord model 2a and the like is the correction stress σ (= f1 × β) (step S309). When | α 1 −α | <ε 1 , the stress of the reinforcing cord model 2a or the like is equal to or greater than the residual stress α (physical quantity of the structure to be analyzed).

第1の釣り合い計算が終了したら、演算部51は、第1の釣り合い計算による初期解析モデル1の変形情報を初期解析モデル1に反映させて、修正解析モデル1cを作成する(ステップS310、図6−2)。図6−2に示すように、修正解析モデル1cは、初期解析モデル1よりも外形寸法が大きくなる。修正解析モデル1cを作成したら、演算部51は、補強コードモデル2a等の応力を初期物理量(ここではβ)に設定して、修正解析モデル1cの第2の釣り合い計算を実行する(ステップS311)。   When the first balance calculation is completed, the calculation unit 51 reflects the deformation information of the initial analysis model 1 based on the first balance calculation on the initial analysis model 1 to create a modified analysis model 1c (step S310, FIG. 6). -2). As shown in FIG. 6B, the modified analysis model 1 c has a larger outer dimension than the initial analysis model 1. When the correction analysis model 1c is created, the calculation unit 51 sets the stress of the reinforcement code model 2a or the like to the initial physical quantity (here, β), and executes the second balance calculation of the correction analysis model 1c (step S311). .

次に、演算部51は、第2の釣り合い計算後における修正解析モデル1cの応力γを取得する(ステップS312)。演算部51は、取得した前記応力γとステップS301で取得した残留応力αとの差の絶対値と、所定の閾値ε2とを比較する(ステップS313)。所定の閾値ε2は、0〜0.1×αの範囲が好ましく、より好ましくは、0〜0.01×αの範囲である。また、演算部51は、第2の釣り合い計算により得られた修正解析モデル1c(第2修正解析モデル)の形状が、初期解析モデル1の形状、すなわち、タイヤ10の形状と略同形状であるか否かを判定する。この判定は、実施例1の変形例において説明した通りである。 Next, the computing unit 51 acquires the stress γ of the modified analysis model 1c after the second balance calculation (step S312). The computing unit 51 compares the absolute value of the difference between the acquired stress γ and the residual stress α acquired in step S301 with a predetermined threshold ε 2 (step S313). The predetermined threshold ε 2 is preferably in the range of 0 to 0.1 × α, and more preferably in the range of 0 to 0.01 × α. Further, in the calculation unit 51, the shape of the correction analysis model 1c (second correction analysis model) obtained by the second balance calculation is substantially the same as the shape of the initial analysis model 1, that is, the shape of the tire 10. It is determined whether or not. This determination is as described in the modification of the first embodiment.

|γ−α|≧ε2、又は第2修正解析モデルの形状と、初期解析モデル1の形状とが略同形状でない場合(ステップS313;No)、第2修正解析モデルは、実際のタイヤ10の形状及び応力状態を十分に再現していないと判断できる。この場合には、ステップS302に戻って初期解析モデルを再作成する。そして、そして、再度作成した修正解析モデル1cが、|γ−α|<ε、かつ第2修正解析モデルの形状と、初期解析モデル1の形状とが略同形状となるまで、ステップS303〜ステップS313を繰り返す。 | Γ−α | ≧ ε 2 , or when the shape of the second correction analysis model and the shape of the initial analysis model 1 are not substantially the same shape (step S313; No), the second correction analysis model is the actual tire 10 It can be judged that the shape and the stress state of are not sufficiently reproduced. In this case, the process returns to step S302 to recreate the initial analysis model. Then, until the corrected analysis model 1c created again is | γ−α | <ε, and the shape of the second correction analysis model and the shape of the initial analysis model 1 are substantially the same, step S303 to step S303 Repeat S313.

|γ−α|<ε2、かつ第2修正解析モデルの形状と、初期解析モデル1の形状とが略同形状である場合(ステップS313;Yes)、前記第2の釣り合い計算の結果得られた修正解析モデル1c(第2修正解析モデル)が、求める解析モデル1t(図6−3)となり、実施例1の変形例に係る解析モデル1tが完成する(ステップS314)。その後、完成した解析モデル1tを用いて、タイヤ10の性能を予測したり、解析モデル1tをホイールに嵌合させたタイヤ・ホイール組立体を作成して、この性能を予測したりする(ステップS315)。 When | γ−α | <ε 2 and the shape of the second modified analysis model and the shape of the initial analysis model 1 are substantially the same shape (step S313; Yes), the result of the second balance calculation is obtained. The corrected analysis model 1c (second corrected analysis model) becomes the desired analysis model 1t (FIG. 6-3), and the analysis model 1t according to the modified example of the first embodiment is completed (step S314). Thereafter, using the completed analysis model 1t, the performance of the tire 10 is predicted, or a tire / wheel assembly in which the analysis model 1t is fitted to the wheel is created, and this performance is predicted (step S315). ).

なお、補強コードモデル2a等のすべての節点が|γ−α|<ε2を満たしていない場合に、初期解析モデルを再作成してもよいし、所定の割合(例えば全節点の10%)以上の節点が前記関係を満たしていない場合に、初期解析モデルを再作成するようにしてもよい。また、転動解析や接地解析等を考慮して、作成した解析モデルの評価において影響を与える補強コードの領域については、略100%の節点が|γ−α|<εを満たすようにしてもよい。さらには、補強コードモデル2a等のすべての節点における|γ−α|を統計処理し、その標準偏差が所定の値を超えている場合には、初期解析モデルを再作成するようにしてもよい。修正解析モデル1cの形状判定についても同様である。 When all the nodes of the reinforcing cord model 2a or the like do not satisfy | γ−α | <ε 2 , the initial analysis model may be recreated, or a predetermined ratio (for example, 10% of all nodes) If the above nodes do not satisfy the relationship, the initial analysis model may be recreated. In addition, in consideration of rolling analysis, grounding analysis, etc., about 100% of the nodes satisfying the condition of | γ−α | <ε in the region of the reinforcing cord that affects the evaluation of the created analysis model. Good. Further, | γ−α | at all nodes of the reinforcing cord model 2a and the like is statistically processed, and when the standard deviation exceeds a predetermined value, the initial analysis model may be recreated. . The same applies to the shape determination of the correction analysis model 1c.

以上、実施例2では、解析対象である構造体の外形寸法を、実際の構造体よりも大きく設定するとともに、解析対象である構造体の一部の残留応力、残留ひずみその他の物理量を、実際の構造体における物理量の値以上として、前記構造体の解析モデルを作成する。これにより、実際の構造体の形状及び応力状態を精度よく再現した構造体の解析モデルを作成することができる。また、第1、第2の釣り合い計算においては、応力を固定する必要はないので、このような機能を持たない解析ツールを使用する際にも、構造体の解析モデルを作成できる。   As described above, in Example 2, the outer dimensions of the structure to be analyzed are set larger than the actual structure, and the residual stress, residual strain, and other physical quantities of the structure to be analyzed are actually measured. An analysis model of the structure is created so as to be equal to or greater than the physical quantity value in the structure. As a result, an analysis model of the structure that accurately reproduces the shape and stress state of the actual structure can be created. Further, in the first and second balance calculations, it is not necessary to fix the stress. Therefore, even when using an analysis tool having no such function, an analysis model of the structure can be created.

実施例3は、タイヤのような複合材料からなる構造体以外の解析対象に本発明を適用した例を説明する。図13は、実施例3に係る構造体の他を示す説明図である。この構造体80は、平行に配置される2個の第1部材81を、これらと直交する2本の第2部材82及び1本の第3部材83で締結した構造である。ここで、第1〜第3部材81〜83は、すべて同一の材料である。   Example 3 describes an example in which the present invention is applied to an analysis object other than a structure made of a composite material such as a tire. FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating another structure according to the third embodiment. This structure 80 has a structure in which two first members 81 arranged in parallel are fastened by two second members 82 and one third member 83 which are orthogonal to them. Here, the first to third members 81 to 83 are all made of the same material.

例えば、第3部材83の温度が第2部材82の温度よりも低くなっているとする。この場合、第3部材83の長手方向における長さは短くなるが、この収縮は第2部材82により拘束される。このため、構造体80全体で見ると、第3部材83には引張りの応力が発生し、第2部材82には圧縮の応力が発生する。このとき、第3部材83を、実施例1、2等におけるタイヤ10の補強コード20とすれば、上記実施例1、2等に係る構造体の解析モデル作成方法をそのまま適用して、実施例3に係る構造体80の解析モデルを作成することができる。   For example, it is assumed that the temperature of the third member 83 is lower than the temperature of the second member 82. In this case, the length of the third member 83 in the longitudinal direction is shortened, but the contraction is restricted by the second member 82. Therefore, when viewed from the whole structure 80, a tensile stress is generated in the third member 83, and a compressive stress is generated in the second member 82. At this time, if the third member 83 is the reinforcing cord 20 of the tire 10 in the first and second embodiments, the structure analysis model creation method according to the first and second embodiments is applied as it is. 3 can be created.

このように、本発明は、複合材料のように、異なる2種類以上の材料からなる構造体のみならず、単一材料からなる構造体に対しても適用できる。また、熱処理した金属材料に発生する残留応力のように、単一材料からなる構造体であっても、材料の処理工程によって前記材料内部に内部応力が生ずる場合には、本発明が適用できる。さらに、単一材料からなる構造体であっても、例えば構造体構成部品の寸法誤差により、構造体の製造工程において構造体に内部応力が発生する場合には、本発明が適用できる。   Thus, the present invention can be applied not only to a structure made of two or more different materials but also to a structure made of a single material, such as a composite material. Further, the present invention can be applied to a structure made of a single material, such as residual stress generated in a heat-treated metal material, when internal stress is generated inside the material by a material processing step. Furthermore, even in the case of a structure made of a single material, the present invention can be applied when an internal stress is generated in the structure in the structure manufacturing process due to, for example, a dimensional error of the structure component.

(評価例)
乗用車用のタイヤ(205/65R15)を対象として、異なる3種類の解析モデル作成方法によりタイヤの解析モデルを作成した。そして、補強コードの応力分布、解析モデルの幾何学形状、及び解析モデルの接地形状について評価した。第1解析モデル(以下モデル1)は、タイヤの初期形状をモデル化した初期解析モデルに、ベルトカバー材を構成する補強コードの残留応力αを設定して作成したものである。第2解析モデル(以下モデル2)は、ベルトカバー材を構成する補強コードの残留応力αを取得し、−αの条件の下で初期解析モデルに対して釣り合い計算を実行した後に、前記補強コードの残留応力αを設定して作成したものである。第3解析モデル(以下モデル3)は、本発明の実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法により作成したものである。
(Evaluation example)
For passenger car tires (205 / 65R15), tire analysis models were created by three different analysis model creation methods. Then, the stress distribution of the reinforcing cord, the geometric shape of the analytical model, and the ground contact shape of the analytical model were evaluated. The first analysis model (hereinafter referred to as model 1) is created by setting the residual stress α of the reinforcing cord constituting the belt cover material to the initial analysis model obtained by modeling the initial shape of the tire. The second analysis model (hereinafter referred to as model 2) obtains the residual stress α of the reinforcement cord constituting the belt cover material, executes balance calculation on the initial analysis model under the condition of −α, and then executes the reinforcement cord. The residual stress α is set. The third analysis model (hereinafter referred to as model 3) is created by the structural analysis model creation method according to the first embodiment of the present invention.

図14は、タイヤの回転軸を通る子午断面におけるベルトカバー材の応力分布を示す説明図である。図14中の■印が測定値であり、一点鎖線がモデル1を、破線がモデル2を、実線がモデル3の結果である。図14から分かるように、モデル1、モデル2と比較して、実施例1に係る本発明の実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法により作成したモデル3が、測定値との相関が最も高いことが分かる。   FIG. 14 is an explanatory diagram showing the stress distribution of the belt cover material in a meridional section passing through the rotation axis of the tire. In FIG. 14, the ■ mark is the measured value, the one-dot chain line is the model 1, the broken line is the model 2, and the solid line is the model 3. As can be seen from FIG. 14, compared with model 1 and model 2, model 3 created by the structural model analysis method creation method according to Example 1 of the present invention according to Example 1 has a correlation with the measured value. You can see that it is the highest.

図15は、タイヤ断面の形状を示す一部断面図である。図15中の二点鎖線が実際のタイヤの形状であり、一点鎖線がモデル1を、破線がモデル2を、実線がモデル3の結果である。図15から分かるように、実施例1に係る本発明の実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法により作成したモデル3は、実際のタイヤの形状をよく再現していることが分かる。   FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing the shape of a tire cross section. The two-dot chain line in FIG. 15 is the actual tire shape, the one-dot chain line is the model 1, the broken line is the model 2, and the solid line is the model 3. As can be seen from FIG. 15, it can be seen that the model 3 created by the structural model analysis method creation method according to Example 1 of the present invention related to Example 1 well reproduces the actual tire shape.

図16−1〜図16−3は、接地形状と接地圧分布とを示す平面図である。図16−1はモデル1を、図16−2はモデル2を、図16−3はモデル3の結果を表す。また、表1は、設置形状の評価結果を示している。接地形状は、最大接地長さ、最大接地幅、接地面積により評価する。表1の結果は、実測の結果を100としたときの相対値である。表1から、モデル3が実測値を最もよく再現していることが分かる。また、図16−1〜図16−3の結果から、モデル3は、実際の接地形状と接地圧分布とをよく再現していることが分かる。   FIGS. 16A to 16C are plan views illustrating the ground contact shape and the ground pressure distribution. 16-1 shows the result of model 1, FIG. 16-2 shows the result of model 2, and FIG. 16-3 shows the result of model 3. Table 1 shows an evaluation result of the installation shape. The grounding shape is evaluated by the maximum grounding length, the maximum grounding width, and the grounding area. The results in Table 1 are relative values when the actual measurement result is 100. From Table 1, it can be seen that Model 3 reproduces the measured values best. Also, from the results of FIGS. 16-1 to 16-3, it can be seen that Model 3 well reproduces the actual contact shape and contact pressure distribution.

Figure 2006040144
Figure 2006040144

表2は、上記評価結果をまとめたものである。評価結果は、×が不可、△が実用上最低限の精度、○が実用上十分な精度を示す。表2から分かるように、本発明の実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法により作成したモデル3は、補強コードの応力分布、解析モデルの幾何形状、及び接地形状すべてにおいて、実際のタイヤをよく再現しており、実用上十分な精度を確保していることが分かる。   Table 2 summarizes the evaluation results. In the evaluation results, x is impossible, Δ is practically minimum accuracy, and ○ is practically sufficient accuracy. As can be seen from Table 2, the model 3 created by the analytical model creation method for the structure according to Example 1 of the present invention is an actual tire in all of the stress distribution of the reinforcing cord, the geometric shape of the analytical model, and the ground contact shape. Is well reproduced, and it is understood that sufficient accuracy is practically secured.

Figure 2006040144
Figure 2006040144

以上のように、本発明に係る構造体の解析モデル作成方法及び構造体の解析モデル作成用コンピュータプログラム、並びに構造体の解析モデルは、構造体のシミュレーションに有用であり、特に、内部に残留応力等の内部応力を持つ構造体のシミュレーションに適している。   As described above, the structure analysis model creation method, the structure analysis model creation computer program, and the structure analysis model according to the present invention are useful for structure simulation. Suitable for simulation of structures with internal stresses such as

タイヤの回転軸を含む子午面で切った場合におけるタイヤの断面を示す一部断面図である。It is a partial sectional view showing the section of a tire at the time of cutting with the meridian plane containing the rotation axis of a tire. タイヤの断面の概念図である。It is a conceptual diagram of the cross section of a tire. タイヤの断面の概念図である。It is a conceptual diagram of the cross section of a tire. 実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法により解析モデルを作成する例を示す断面図である。6 is a cross-sectional view illustrating an example in which an analysis model is created by a structure analysis model creation method according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法により解析モデルを作成する例を示す断面図である。6 is a cross-sectional view illustrating an example in which an analysis model is created by a structure analysis model creation method according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法の処理手順例を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of a structure analysis model creation method according to the first embodiment; 実施例1に係る構造体の解析モデル作成方法を実現できる構造体の解析モデル作成装置の一例を示す構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a structure analysis model creation apparatus that can realize a structure analysis model creation method according to a first embodiment; 実施例1に係る構造体の初期解析モデルや解析モデルを示す概略図である。2 is a schematic diagram illustrating an initial analysis model and an analysis model of a structure according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係る構造体の初期解析モデルや解析モデルを示す概略図である。2 is a schematic diagram illustrating an initial analysis model and an analysis model of a structure according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係る構造体の初期解析モデルや解析モデルを示す概略図である。2 is a schematic diagram illustrating an initial analysis model and an analysis model of a structure according to Embodiment 1. FIG. タイヤ内部の補強コードの応力分布を示す概略図である。It is the schematic which shows the stress distribution of the reinforcement cord inside a tire. 構造体であるタイヤの初期解析モデルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the initial analysis model of the tire which is a structure. 補強コードの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a reinforcement cord. 補強コードを断面形状変化がない形状としてモデル化した一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example which modeled the reinforcement cord as a shape without a cross-sectional shape change. 補強コードを断面形状変化がない形状としてモデル化した一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example which modeled the reinforcement cord as a shape without a cross-sectional shape change. 補強コードの残留応力を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the residual stress of a reinforcement cord. 補強コードの残留応力とは逆向きの応力が補強コードに作用した状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state where the stress opposite to the residual stress of the reinforcement cord acted on the reinforcement cord. 実施例1の変形例に係る構造体の解析モデル作成方法の手順を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a procedure of a method for creating an analysis model of a structure according to a modification of Example 1; 実施例2に係る構造体の解析モデル作成方法の手順を示すフローチャートである。12 is a flowchart illustrating a procedure of a structure analysis model creation method according to the second embodiment. 実施例3に係る構造体の他を示す説明図である。10 is an explanatory view showing another structure according to Embodiment 3. FIG. タイヤの回転軸を通る子午断面におけるベルトカバー材の応力分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the stress distribution of the belt cover material in the meridional section which passes along the rotating shaft of a tire. タイヤ断面の形状を示す一部断面図である。It is a partial sectional view showing the shape of a tire cross section. 接地形状と接地圧分布とを示す平面図である。It is a top view which shows a contact shape and contact pressure distribution. 接地形状と接地圧分布とを示す平面図である。It is a top view which shows a contact shape and contact pressure distribution. 接地形状と接地圧分布とを示す平面図である。It is a top view which shows a contact shape and contact pressure distribution.

符号の説明Explanation of symbols

1 初期解析モデル
1c 修正解析モデル
1t 解析モデル
2a、2b 補強コードモデル
10 タイヤ
11 キャップトレッド
12 アンダトレッド
13 サイドトレッド
14 ベルト
15 カーカス
16 ビード
17 ビードフィラ
18 カバー材
20 補強コード
50 解析モデル作成装置
51 演算部
52 記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Initial analysis model 1c Correction | amendment analysis model 1t Analysis model 2a, 2b Reinforcement cord model 10 Tire 11 Cap tread 12 Under tread 13 Side tread 14 Belt 15 Carcass 16 Bead 17 Bead filler 18 Cover material 20 Reinforcement cord 50 Analysis model creation apparatus 51 Calculation part 52 Memory unit

Claims (12)

解析対象である構造体の一部の物理量を取得して、これを初期物理量に設定するとともに、前記構造体の形状を再現した初期解析モデルを作成する手順と、
前記物理量に、符号が負である所定の係数を乗じて求めた修正物理量を用いて、前記初期解析モデルに対して第1の釣り合い計算を実行することにより、前記初期解析モデルを変形させた修正解析モデルを作成する手順と、
前記物理量の値以上の条件下で、前記修正解析モデルに対して第2の釣り合い計算をする手順と、を含み、
前記第2の釣り合い計算後における修正解析モデルを、前記構造体の解析モデルとすることを特徴とする構造体の解析モデル作成方法。
A procedure for acquiring a physical quantity of a part of a structure to be analyzed, setting it as an initial physical quantity, and creating an initial analysis model that reproduces the shape of the structure;
A modification in which the initial analysis model is deformed by executing a first balance calculation on the initial analysis model using a corrected physical quantity obtained by multiplying the physical quantity by a predetermined coefficient having a negative sign. The steps to create an analysis model,
Performing a second balance calculation on the modified analysis model under a condition equal to or greater than the value of the physical quantity,
A structure analysis model creation method, wherein the modified analysis model after the second balance calculation is the analysis model of the structure.
解析対象である構造体の一部の物理量を取得して、これを初期物理量に設定するとともに、前記構造体の形状を再現した初期解析モデルを作成する手順と、
前記初期物理量に符号が負である所定の係数を乗じた、修正物理量を求める手順と、
前記修正物理量の値を固定して、前記初期解析モデルに対して第1の釣り合い計算を実行する手順と、
前記第1の釣り合い計算後における初期解析モデルの変形に関する情報を、前記第1の釣り合い計算前における初期解析モデルに反映させて、修正解析モデルを作成する手順と、
計算中においては前記初期物理量を固定して、前記修正解析モデルに対して第2の釣り合い計算を実行する手順と、を含み、
前記第2の釣り合い計算後における修正解析モデルを、前記構造体の解析モデルとすることを特徴とする構造体の解析モデル作成方法。
A procedure for acquiring a physical quantity of a part of a structure to be analyzed, setting it as an initial physical quantity, and creating an initial analysis model that reproduces the shape of the structure;
A procedure for obtaining a corrected physical quantity obtained by multiplying the initial physical quantity by a predetermined coefficient having a negative sign;
A procedure of performing a first balance calculation on the initial analysis model with the value of the corrected physical quantity fixed;
A procedure for creating a modified analysis model by reflecting information on deformation of the initial analysis model after the first balance calculation in the initial analysis model before the first balance calculation;
A step of fixing the initial physical quantity during the calculation and executing a second balance calculation on the modified analysis model,
A structure analysis model creation method, wherein the modified analysis model after the second balance calculation is the analysis model of the structure.
解析対象である構造体の一部の物理量を取得し、前記構造体の形状を再現した初期解析モデルを作成する手順と、
前記物理量と同種類で、かつ所定の大きさの物理量初期値を設定し、この物理量初期値の下で前記初期解析モデルの初期釣り合い計算を実行する手順と、
前記物理量と、前記初期釣り合い計算後における前記物理量初期値との差が所定の範囲内になるまで、前記物理量初期値を変化させながら前記初期釣り合い計算を繰り返し、前記物理量と、前記初期釣り合い計算後における前記物理量初期値との差が所定の範囲内になったときの前記物理量初期値を初期物理量に設定する手順と、
前記初期物理量に、符号が負である所定の係数を乗じて修正物理量を求め、この修正物理量を用いて、前記初期解析モデルに対して第1の釣り合い計算を実行することにより、前記初期解析モデルの形状を変形させた修正解析モデルを作成する手順と、
前記初期物理量を用いて、前記修正解析モデルに対して第2の釣り合い計算を実行する手順と、を含み、
前記第2の釣り合い計算後における修正解析モデルを、前記構造体の解析モデルとすることを特徴とする構造体の解析モデル作成方法。
A procedure for acquiring a physical quantity of a part of a structure to be analyzed and creating an initial analysis model that reproduces the shape of the structure;
A procedure of setting a physical quantity initial value of the same kind as the physical quantity and having a predetermined size, and executing an initial balance calculation of the initial analysis model under the physical quantity initial value;
The initial balance calculation is repeated while changing the physical quantity initial value until the difference between the physical quantity and the initial value of the physical quantity after the initial balance calculation is within a predetermined range, and the physical quantity and the initial balance calculation are calculated. A procedure for setting the initial value of the physical quantity when the difference from the initial value of the physical quantity in a predetermined range is an initial physical quantity;
The initial analysis model is obtained by multiplying the initial physical quantity by a predetermined coefficient having a negative sign to obtain a corrected physical quantity, and using the corrected physical quantity, a first balance calculation is performed on the initial analysis model. To create a modified analysis model with the shape of
Performing a second balance calculation on the modified analysis model using the initial physical quantity, and
A structure analysis model creation method, wherein the modified analysis model after the second balance calculation is the analysis model of the structure.
前記物理量と、前記初期釣り合い計算後における前記物理量初期値との差が所定の範囲内に収まっていない場合、前記物理量と、前期初期釣り合い計算後における前記物理量初期値との比、又は差を用いて、前記物理量初期値の値を修正することを特徴とする請求項3に記載の構造体の解析モデル作成方法。   When the difference between the physical quantity and the initial physical quantity after the initial balance calculation is not within a predetermined range, the ratio or difference between the physical quantity and the initial physical quantity after the initial initial balance calculation is used. 4. The structure analysis model creation method according to claim 3, wherein the initial value of the physical quantity is corrected. 前記物理量の大きさに応じて前記所定の係数を変化させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の構造体の解析モデル作成方法。   5. The structure analysis model creation method according to claim 1, wherein the predetermined coefficient is changed in accordance with a magnitude of the physical quantity. 前記構造物は、複合材料で構成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の構造体の解析モデル作成方法。   6. The structure analysis model creation method according to claim 1, wherein the structure is made of a composite material. 前記複合材料の母材はゴムであることを特徴とする請求項6に記載の構造体の解析モデル作成方法。   The method of creating an analysis model for a structure according to claim 6, wherein the base material of the composite material is rubber. 前記構造物はタイヤであり、前記物理量は、前記タイヤ内部の補強コードの残留応力、残留ひずみ又は残留張力の少なくとも一つであることを特徴とする請求項7に記載の構造体の解析モデル作成方法。   8. The structure analysis model creation according to claim 7, wherein the structure is a tire, and the physical quantity is at least one of residual stress, residual strain, or residual tension of a reinforcing cord inside the tire. Method. 前記補強コードの残留応力、残留ひずみ又は残留張力の少なくとも一つを測定し、その測定結果を前記物理量とすることを特徴とする請求項8に記載の構造体の解析モデル作成方法。   9. The method for creating an analysis model for a structure according to claim 8, wherein at least one of residual stress, residual strain, or residual tension of the reinforcing cord is measured, and the measurement result is used as the physical quantity. 前記タイヤのベルト、カーカス又はベルト補強層の少なくとも一つを構成する補強コードの残留応力、残留ひずみ又は残留張力の少なくとも一つを、前記タイヤの製造工程における前記コードの伸びに基づいて設定することを特徴とする請求項8に記載の構造体の解析モデル作成方法。   Setting at least one of residual stress, residual strain or residual tension of a reinforcing cord constituting at least one of the belt, carcass or belt reinforcing layer of the tire based on elongation of the cord in the tire manufacturing process; The method for creating an analysis model of a structure according to claim 8. 請求項1〜10のいずれか1項に記載された構造体の解析モデル作成方法を、コンピュータに実行させることを特徴とする構造体の解析モデル作成用コンピュータプログラム。   A computer program for creating a structure analysis model, which causes a computer to execute the structure analysis model creation method according to any one of claims 1 to 10. 請求項1〜10のいずれか1項に記載された構造体の解析モデル作成方法により生産されることを特徴とする構造体の解析モデル。   A structure analysis model produced by the structure analysis model creation method according to any one of claims 1 to 10.
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