JP2006199155A - Tire model creation method, creation device and tire model creation program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タイヤモデル作成方法、タイヤモデル作成装置、及びタイヤモデル作成プログラムに係り、より詳しくは、有限要素法によりタイヤの性能を解析するタイヤモデル作成方法、タイヤモデル作成装置、及びタイヤモデル作成プログラムに関する。 The present invention relates to a tire model creation method, a tire model creation device, and a tire model creation program. More specifically, the present invention relates to a tire model creation method, a tire model creation device, and a tire model creation that analyze tire performance by a finite element method. Regarding the program.
従来、空気入りタイヤ開発において、タイヤ性能は実際にタイヤを設計・製造し、自動車に装着して性能試験を行うことにより得られるものであり、性能試験の結果に満足できなければ設計・製造からやり直す、という手順を踏んできた。 Conventionally, in the development of pneumatic tires, tire performance is obtained by actually designing and manufacturing tires, mounting them on automobiles, and performing performance tests. I have taken the steps of starting over.
最近では、数値解析手法や計算機環境の発達により、タイヤの性能をコンピュータシミュレーションにより解析する方法が提案されている。 Recently, methods of analyzing tire performance by computer simulation have been proposed due to the development of numerical analysis methods and computer environments.
数値解析手法では、タイヤのトレッド部を含むタイヤ全体や、トレッド部のみを有限個の要素に分割して解析する所謂有限要素法などの公知の手法を用いることができる。有限要素法では、分割する要素の大きさを小さくすることにより、精度良く解析することができる。例えば特許文献1及び特許文献2には、有限要素法によりタイヤの性能をシミュレーションする際のタイヤモデルの作成方法について開示されている。 In the numerical analysis method, a known method such as a so-called finite element method in which the entire tire including the tread portion of the tire or only the tread portion is divided into a finite number of elements for analysis can be used. In the finite element method, analysis can be performed with high accuracy by reducing the size of the element to be divided. For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose a tire model creation method for simulating tire performance by a finite element method.
従来では、タイヤを有限個の要素に分割(メッシュ分割)する場合、CADデータを元にメッシュ分割することが広く行われている。例えば図16(A)に示すように、タイヤのCADデータに基づく1ピッチ分のトレッドパターンの形状ついて、同図(B)に示すように、メッシュ分割することができる。このメッシュ分割したトレッドパターンのモデルを用いて有限要素法によりトレッドパターン単体の性能を解析することができる。 Conventionally, when a tire is divided into a finite number of elements (mesh division), mesh division based on CAD data is widely performed. For example, as shown in FIG. 16A, the shape of a tread pattern for one pitch based on CAD data of a tire can be divided into meshes as shown in FIG. The performance of a single tread pattern can be analyzed by a finite element method using the tread pattern model divided into meshes.
実際のタイヤのトレッドパターンは複数ピッチで構成されるので、この複数ピッチのCADデータを元にメッシュ分割することができる。図17(A)にはCADデータに基づく5ピッチ分のトレッドパターンを、同図(B)には、同図(A)のトレッドパターンをメッシュ分割した例を示した。同図(A)のトレッドパターンは、図16(A)のトレッドパターンの1ピッチ分のCADデータをCADシステム上でコピーし必要に応じて拡大、縮小することにより作成できる。 Since the actual tire tread pattern is composed of a plurality of pitches, mesh division can be performed based on the CAD data of the plurality of pitches. FIG. 17A shows a tread pattern for five pitches based on CAD data, and FIG. 17B shows an example in which the tread pattern of FIG. The tread pattern of FIG. 16A can be created by copying CAD data for one pitch of the tread pattern of FIG. 16A on a CAD system and enlarging or reducing as necessary.
図17(A)のトレッドパターンを、同図(B)のようにメッシュ分割するには、例えばCADシステム上で複数ピッチのCADデータを作成してメッシュ分割したり、CADシステム上で作成された1ピッチのCADデータを所定のプログラムにより複数ピッチにコピーした後にメッシュ分割したり、CADシステム上で作成された1ピッチのCADデータをメッシュ分割した後に複数ピッチにコピーしたりすればよい。この際、タイヤのピッチサイズを周方向に変化させること等も可能である。図18には、タイヤ1周分のCADデータに基づくタイヤモデルをメッシュ分割した例を示した。
しかしながら、従来では、CADデータに基づくトレッドパターンをメッシュ分割することによりタイヤモデルを作成してタイヤの性能をシミュレーションした後に、タイヤの形状を変更して再度シミュレーションする場合には、CADデータを修正してトレッドパターンを再作成した後に再度メッシュ分割する必要があり、開発に長時間を要する、という問題があった。 However, conventionally, when a tire model is created by dividing the tread pattern based on CAD data into a mesh and simulating the performance of the tire, the shape of the tire is changed and the simulation is performed again. Thus, there is a problem that it takes a long time for development because it is necessary to divide the mesh again after recreating the tread pattern.
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、タイヤの形状を変更したい場合に速やかにタイヤモデルを作成することができるタイヤモデル作成方法、タイヤモデル作成装置、及びタイヤモデル作成プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and a tire model creation method, a tire model creation device, and a tire model creation program capable of quickly creating a tire model when it is desired to change the shape of the tire The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明のタイヤモデル作成方法は、設計データに基づくタイヤのトレッドパターンを有限個の複数の要素に分割してタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成方法であって、前記複数の要素の一部の要素の移動に連動して、当該要素を含む周辺の要素の形状を変更することにより、前記トレッドパターンの形状を直接変更することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a tire model creating method according to claim 1 is a tire model creating method for creating a tire model by dividing a tire tread pattern based on design data into a finite number of elements. Then, in conjunction with movement of some of the plurality of elements, the shape of the tread pattern is directly changed by changing the shape of surrounding elements including the element.
この発明によれば、設計データに基づくタイヤのトレッドパターンを有限個の複数の要素に分割してタイヤモデルを作成した後に、トレッドパターンの形状を変更してタイヤモデルを再作成する場合に、設計データを変更することによりトレッドパターンの形状を変更して再度複数の要素に分割するのではなく、複数の要素の一部の要素、すなわち形状を変更したい領域の要素の移動に連動して、当該要素を含む周辺の要素の形状を変更することにより、トレッドパターンの形状を直接変更する。これにより、設計データを変更することなく、また要素分割を再度行うことなくタイヤモデルを再作成することができるので、開発に要する時間を大幅に短縮することができる。 According to the present invention, the tire tread pattern based on the design data is divided into a finite number of elements to create a tire model, and then the tread pattern shape is changed to recreate the tire model. Rather than changing the shape of the tread pattern by changing the data and dividing it again into multiple elements, the part of the multiple elements, that is, the movement of the element in the area whose shape is to be changed, The shape of the tread pattern is directly changed by changing the shape of surrounding elements including the element. As a result, the tire model can be re-created without changing the design data and without re-dividing the elements, so that the time required for development can be greatly reduced.
具体的には、例えば請求項2に記載したように、前記トレッドパターンに含まれるトレッドブロックの輪郭線上に複数のコントロール点を設定させ、設定したコントロール点の中から、形状を変更すべき領域に含まれるコントロール点を選択させると共に、選択された選択コントロール点の移動方向及び移動量を入力させ、前記選択コントロール点の移動方向及び移動量に基づいて、前記トレッドパターンの形状を変更することができる。 Specifically, as described in claim 2, for example, a plurality of control points are set on the outline of the tread block included in the tread pattern, and a region whose shape is to be changed is set from the set control points. The selected control point can be selected, and the moving direction and moving amount of the selected selected control point can be input, and the shape of the tread pattern can be changed based on the moving direction and moving amount of the selected control point. .
このように、コントロール点を設定させて、所望のコントロール点を移動させるだけで容易にトレッドパターンの形状を変更することができる。 As described above, the shape of the tread pattern can be easily changed simply by setting the control points and moving the desired control points.
また、請求項3に記載したように、複数のコントロール点を関連付けて記憶手段に登録し、登録した複数のコントロール点の何れかが選択コントロール点として選択された場合、当該複数のコントロール点の移動方向及び移動量を同一にするようにしてもよい。 According to a third aspect of the present invention, when a plurality of control points are associated and registered in the storage means, and one of the registered plurality of control points is selected as the selected control point, the movement of the plurality of control points is performed. The direction and the movement amount may be the same.
これにより、複数のコントロール点を同時に同じ方向へ同じ移動量で移動させることができ、利便性を向上させることができる。また、例えばトレッドブロックの輪郭線上に設定した複数のコントロール点の全てを関連付けて記憶手段に登録することにより、そのトレッドブロックの形状を変更せずに移動させることができる。 Thereby, a plurality of control points can be simultaneously moved in the same direction with the same movement amount, and convenience can be improved. Further, for example, by registering all of the plurality of control points set on the outline of the tread block in association with the storage means, the tread block can be moved without changing its shape.
また、請求項4に記載したように、前記選択コントロール点を、前記トレッドブロックの高さ方向に移動可能である構成としてもよい。これにより、トレッドブロックの高さ方向に対して容易に形状を変更することができる。 Further, as described in claim 4, the selection control point may be configured to be movable in the height direction of the tread block. Thereby, a shape can be easily changed with respect to the height direction of a tread block.
なお、請求項5に記載したように、前記形状の変更は、モーフィングにより行うことができる。このようにモーフィングを用いて形状の変更を行うことにより、要素の分割を再度行う必要がなく、タイヤモデルの作成時間を大幅に短縮することができる。 Note that, as described in claim 5, the shape can be changed by morphing. By changing the shape using morphing in this manner, it is not necessary to divide the elements again, and the tire model creation time can be greatly reduced.
また、請求項6に記載したように、前記トレッドパターンの形状を変更した後のタイヤモデルに基づいて設計データを作成するようにしてもよい。これにより、CADシステム等を用いて容易に設計変更等を行うことができる。 Further, as described in claim 6, design data may be created based on a tire model after changing the shape of the tread pattern. Thereby, a design change etc. can be easily performed using a CAD system etc.
請求項7記載の発明のタイヤモデル作成装置は、設計データに基づくタイヤのトレッドパターンを有限個の複数の要素に分割してタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成装置であって、前記複数の要素の一部の要素の移動に連動して、当該要素を含む周辺の要素の形状を変更することにより、前記トレッドパターンの形状を直接変更する変更手段を備えたことを特徴とする。 A tire model creation device according to a seventh aspect of the invention is a tire model creation device that creates a tire model by dividing a tire tread pattern based on design data into a plurality of finite elements. A change means for directly changing the shape of the tread pattern by changing the shape of a peripheral element including the element in conjunction with the movement of a part of the element is provided.
請求項8記載の発明のタイヤモデル作成プログラムは、設計データに基づくタイヤのトレッドパターンを有限個の複数の要素に分割したタイヤモデルを作成するタイヤモデル作成方法をコンピュータに実行させるためのタイヤモデル作成プログラムであって、前記複数の要素の一部の要素の移動に連動して、当該要素を含む周辺の要素の形状を変更することにより、前記トレッドパターンの形状を直接変更する処理を含むことを特徴とする。 The tire model creation program according to claim 8 is a tire model creation program for causing a computer to execute a tire model creation method for creating a tire model in which a tire tread pattern based on design data is divided into a finite number of elements. A program that includes a process of directly changing the shape of the tread pattern by changing the shape of a peripheral element including the element in conjunction with movement of a part of the plurality of elements. Features.
以上説明したように、本発明によれば、タイヤの形状を変更したい場合に速やかにタイヤモデルを作成することができる、という効果を有する。 As described above, according to the present invention, there is an effect that a tire model can be quickly created when it is desired to change the shape of the tire.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1には本発明の空気入りタイヤの性能予測を実施するためのパーソナルコンピュータの概略が示されている。このパーソナルコンピュータは、データ等を入力するためのキーボード10、予め記憶された処理プログラムに従ってタイヤの性能を予測するコンピュータ本体12、コンピュータ本体12の演算結果等を表示するCRT14、及びCRTに表示されたカーソルを所望の位置に移動させたり、カーソル位置のメニュー項目やオブジェクト等を選択したり選択解除したりドラッグしたりする操作を行うためのマウス16から構成されている。
FIG. 1 shows an outline of a personal computer for performing performance prediction of the pneumatic tire of the present invention. This personal computer is displayed on a
なお、コンピュータ本体12には、記録媒体としてのフレキシブルディスク(FD)が挿抜可能なフレキシブルディスクユニット(FDU)を備えている。なお、後述する処理ルーチン等は、FDUを用いてフレキシブルディスクFDに対して読み書き可能である。従って、後述する処理ルーチンは、予めFDに記録しておき、FDUを介してFDに記録された処理プログラムを実行してもよい。また、コンピュータ本体12に設けられたハードディスク装置等の大容量記憶装置(図示省略)に処理プログラムを格納(インストール)して実行するようにしてもよい。また、記録媒体としては、CD−ROM、DVD−ROM等の光ディスクや、MD,MO等の光磁気ディスクがあり、これらを用いるときには、上記FDUに代えて、またはさらにCD−ROM装置、DVD−ROM装置、MD装置、MO装置等を用いればよい。
The computer
なお、コンピュータ本体12のハードディスクには、予め複数種類のタイヤのCADデータ(タイヤ形状、構造、材料等の設計データ)や、後述するタイヤ性能解析プログラムが記憶されている。
The hard disk of the computer
次に、本実施の形態の作用として、コンピュータ本体12で実行されるタイヤ性能解析プログラムの処理ルーチンについて図2に示すフローチャートを参照して説明する。
Next, as a function of the present embodiment, a processing routine of a tire performance analysis program executed by the computer
ステップ100では、解析対象のタイヤの種類をオペレータに選択させる。次のステップ102では、選択されたタイヤのCADデータをハードディスクから読み込む。
In
ステップ104では、ハードディスクから読み出したCADデータに基づいて、有限要素法により数値解析するためのタイヤモデルを作成するべく、CADデータに基づくタイヤ形状をメッシュ分割したメッシュデータを生成する。このメッシュ分割とは、タイヤを多数の(有限の)要素に分割することをいい、公知の手法を用いることができる。各要素は、例えば四面体要素や五面体要素、六面体要素等とすることができる。この分割された各要素ごとに数値計算を行い全ての要素について計算した後、全部の要素を組み合わせることにより全体の応答を得ることができる。なお、数値解析手法には有限要素法に限らず、差分法や有限体積法、個別要素法(DEM)等の他の公知の数値解析手法を用いても良い。
In
上記ステップ104のタイヤモデルの作成では、タイヤ断面のモデルを作成した後に、これをタイヤ周方向に展開することにより3次元のタイヤモデルを作成する。作成手法としては、公知の有限要素法のモデル化方法を用いることができる。
In the creation of the tire model in
上記のようにして、タイヤモデルの作成が終了すると、ステップ106へ進み、路面モデルの作成と共に路面状態の入力がなされる。このステップ106は、路面をモデル化し、そのモデル化した路面を実際の路面状態に設定するために入力するものであって、路面形状を要素分割して路面をモデル化し、路面の摩擦係数μを選択して入力することで路面状態を入力する。すなわち、路面状態により乾燥状態、濡れた状態、氷上、雪上、非舗装等に対応する路面の摩擦係数μが存在するので、摩擦係数μについて適正な値を選択することで、実際の路面状態を再現させることができる。 As described above, when the creation of the tire model is completed, the process proceeds to step 106, and the road surface state is input together with the creation of the road surface model. In this step 106, the road surface is modeled and input to set the modeled road surface to an actual road surface state. The road surface shape is divided into elements to model the road surface, and the friction coefficient μ of the road surface is calculated. The road surface condition is input by selecting and inputting. That is, depending on the road surface condition, there is a friction coefficient μ of the road surface corresponding to a dry state, a wet state, on ice, on snow, non-paved, etc., so by selecting an appropriate value for the friction coefficient μ, the actual road surface state can be changed. Can be reproduced.
このようにして、路面状態の入力がなされると、次のステップ108において、境界条件の設定がなされる。境界条件の設定は、タイヤモデルに内圧、荷重、変位、回転速度、トルク等を負荷させることや直進速度または路面速度を負荷させることである。
In this way, when the road surface condition is input, the boundary condition is set in the
そして、ステップ110では、ステップ108で設定された境界条件のもとで有限要素法によりタイヤの変形計算を行い、タイヤの歪み等をシミュレーションする。
In
ステップ112では、ステップ110のタイヤの変形計算に基づくシミュレーション結果、例えばタイヤの形状等をCRT14に表示する。
In
ステップ114では、シミュレーションの終了を指示する操作がされたか否かを判断し、終了を指示する操作がされた場合には本ルーチンを終了し、終了を指示する操作がされていない場合にはステップ116へ移行する。
In
ステップ116では、再シミュレーションの実行を指示する操作がされたか否かを判断し、再シミュレーションの実行を指示する操作がされていない場合には、ステップ114へ移行する。 In step 116, it is determined whether or not an operation for instructing execution of re-simulation has been performed. If an operation for instructing execution of re-simulation has not been performed, the process proceeds to step 114.
一方、再シミュレーションの実行を指示する操作がされていない場合には、ステップ118へ移行し、図3に示すようなメッシュ形状の変更処理を行う。 On the other hand, if an operation to instruct execution of re-simulation has not been performed, the process proceeds to step 118, and a mesh shape changing process as shown in FIG. 3 is performed.
メッシュ形状の変更処理では、まずステップ200において、メッシュ形状を変更するためのコントロール点の設定処理を行う。
In the mesh shape changing process, first, in
具体的に、シミュレーション対象のタイヤの1ピッチ分のトレッドパターンが、CADデータに基づき図4に示すような形状で表される場合について説明する。 Specifically, a case where a tread pattern for one pitch of a tire to be simulated is expressed in a shape as shown in FIG. 4 based on CAD data will be described.
図4に示すトレッドパターン20は、トレッドブロック22A〜22Kを含んで構成され、各トレッドブロック間は溝部24となっている。このようなトレッドパターン20をステップ104の処理によりメッシュ分割すると、図5に示すように、各トレッドブロック22A〜22K及び溝部24がメッシュ分割されたトレッドパターン20が得られる。
The
ステップ200では、ユーザーによりコントロール点の設定を指示する操作がされたか否かを判断し、コントロール点の設定を指示する操作がされた場合にはステップ201へ移行し、コントロール点の設定を指示する操作がされていない場合にはステップ202へ移行する。
In
ステップ201では、まず図5に示すようなメッシュ分割されたトレッドパターン20の平面図をCRT14に表示する。ユーザーは、CRT14に表示されたトレッドパターン20を参照しながら、マウス16を操作することにより、トレッドブロック22A〜22Kの輪郭線上に存在する任意のメッシュの節点にコントロール点を設定することができる。なお、コントロール点26を設定すると、例えばコントロール点26の番号と座標との対応関係を表す座標テーブルがコンピュータ本体12のハードディスクに記憶される。
In
また、図5ではトレッドパターン20の平面図を表示した例について示したが、これに限らず、斜視図のように3次元的に表示する等、他の表示方法に切り替えて表示することもできる。
Moreover, although the example which displayed the top view of the
図6には、設定したコントロール点の一例を示した。図6に示すように、各トレッドブロック22A〜22Kの輪郭線上に図中黒点で示す複数のコントロール点26が各々設定されている。 FIG. 6 shows an example of the set control points. As shown in FIG. 6, a plurality of control points 26 indicated by black dots in the figure are set on the outlines of the tread blocks 22A to 22K.
このコントロール点26は、トレッドブロックの輪郭線上であってトレッドブロックの形状の特徴を表す位置、すなわち、隣接するコントロール点同士を線で結んだ場合に形成される一つの閉領域の形状が、トレッドブロックの形状に近似するような位置に設定する。
This
従って、図6に示すように、四角形状のトレッドブロック22A〜22D、22F、22H〜22Kは、その形状の四隅にコントロール点26を設定する。トレッドブロック22Eについては、図7に示すように、その形状の角部の他に、滑らかな輪郭線28上にもコントロール点26を設定する。トレッドブロック22Gについても同様である。
Accordingly, as shown in FIG. 6, the rectangular tread blocks 22 </ b> A to 22 </ b> D, 22 </ b> F and 22 </ b> H to 22 </ b> K set control points 26 at the four corners of the shape. For the
なお、コントロール点26の設定は、ユーザーの操作によって設定するようにしてもよいが、各トレッドブロック22A〜22Kの形状を公知の特徴抽出処理等によって検出し、検出した形状の輪郭線上に複数のコントロール点26を自動的に設定するようにしてもよい。この場合、設定するコントロール点26の数を任意の数に設定できるようにしてもよい。
The
ユーザーは、CRT14に表示された図6に示すトレッドパターン20を参照し、形状を変更したいトレッドブロックに設定された複数のコントロール点26のうち、任意のコントロール点をマウス16によりドラッグアンドドロップすることができる。
The user refers to the
このため、ステップ202では、何れかのコントロール点26を移動させる操作がされたか否かを判断し、コントロール点26を移動させる操作がされた場合にはステップ204へ移行し、コントロール点26を移動させる操作がされていない場合には、ステップ206へ移行する。
Therefore, in
ステップ204では、移動されたコントロール点26の移動方向及び移動量に基づいて、そのトレッドブロック及び隣接する溝部の形状(メッシュの形状)を変更し、変更した形状をタイヤの周方向に展開したメッシュデータを生成すると共に、変更後のトレッドパターンをCRT14に表示する。メッシュの形状の変更については、例えば所謂モーフィング技術を適用することができる。モーフィング技術としては、例えば直接形状に変更方法を定義して形状変更を行う方法や、ドメインで区切られた領域に定義して形状変更を行う方法等がある。このようなモーフィング技術を適用することにより、CADデータを変更せずにメッシュの形状を変更することができ、形状変更の工数を大幅に削減することができる。
In step 204, based on the moving direction and moving amount of the moved
なお、変更後のトレッドパターンをタイヤ周方向に展開したタイヤ全体を表示するようにしてもよい。また、コントロール点26の移動に伴って、座標テーブルも更新される。
In addition, you may make it display the whole tire which expand | deployed the tread pattern after a change in the tire circumferential direction. As the
コントロール点26の移動は、単独で移動する場合と後述するように複数のコントロール点26を関連付け、関連付けられた複数のコントロール点26を同一方向に同一の移動量で移動する場合とがある。
The movement of the
図8には、トレッドブロック22Bのコントロール点26B、トレッドブロック22Dのコントロール点26D、トレッドブロック22Eの2つのコントロール点26E、トレッドブロック22Gの2つのコントロール点26G、トレッドブロック22Hのコントロール点26H、トレッドブロック22Jのコントロール点26Jの合計8個のコントロール点(図中大きな黒点で示す)を単独で若干移動させて、各トレッドブロック及び溝部24のメッシュの形状を変更した例を示した。このように、ユーザーが任意のコントロール点26を選択して移動させるだけで、移動したコントロール点26の周辺のメッシュの形状が変更され、トレッドブロックの形状を簡単に変更することができる。
FIG. 8 shows a
なお、メッシュの形状を一つ一つ変更する方法も考えられるが、この場合、例えば図7に示すような滑らかな輪郭線28がギザギザになってしまう場合もあり、シミュレーションの精度が悪化することが考えられる。これに対し、本実施形態では、トレッドブロックの形状の特徴を表す位置にコントロール点を設定し、このコントロール点に移動に連動してトレッドブロックの形状を変更するため、例えば図7に示すような滑らかな輪郭線28も滑らかなままでトレッドブロックの形状を変更することができる。
Although a method of changing the mesh shape one by one is also conceivable, in this case, for example, a
このように、要素数(メッシュの数)を元のタイヤモデルから変更することなく形状を変更することができるため、要素数で決定される解析時間を大きく変化させることなくタイヤモデルの解析を行うことができると共に、各要素に付与される番号を変更する必要もなく、各タイヤモデルの性能を比較するのが容易となる。 Thus, since the shape can be changed without changing the number of elements (number of meshes) from the original tire model, the tire model is analyzed without greatly changing the analysis time determined by the number of elements. In addition, it is not necessary to change the number assigned to each element, and the performance of the tire models can be easily compared.
なお、詳細に形状を変更したい場合には、形状変更を詳細に行いたい部分にコントロール点を多く設定すればよい。また、形状を変更した後のメッシュのヤコビアン(Jacobian)やスキュー(skew)、メッシュの内角等をチェックして各メッシュの品質を確認し、必要であればメッシュを再作成したり、品質の悪いメッシュを変更することより解析精度を向上させるようにしてもよい。 If it is desired to change the shape in detail, a large number of control points may be set in the portion where the shape change is desired. Also, check the quality of each mesh by checking the Jacobian and skew of the mesh after changing the shape, the inner angle of the mesh, etc., and if necessary, recreate the mesh or poor quality The analysis accuracy may be improved by changing the mesh.
また、形状を変更した後のメッシュデータに基づいてCADデータを生成し、これをハードディスクに記憶させるようにしてもよい。これにより、CADシステム等を用いて容易に設計変更等を行うことができる。 Alternatively, CAD data may be generated based on the mesh data after changing the shape and stored in the hard disk. Thereby, a design change etc. can be easily performed using a CAD system etc.
次に、複数のコントロール点26を同時に移動させる場合には、まず複数のコントロール点26を関連付ける必要がある。 Next, when moving a plurality of control points 26 simultaneously, it is necessary to associate the plurality of control points 26 first.
そこで、ステップ206では、ユーザーの操作により複数のコントロール点26を関連付ける操作がされたか否かを判断し、その操作がされた場合にはステップ208へ移行し、その操作がされていない場合にはステップ210へ移行する。
Therefore, in
ステップ208では、ユーザーによって選択された複数のコントロール点26を関連付ける処理を行う。具体的には、例えばユーザーが選択した複数のコントロール点26の番号を対応させた対応テーブルがコンピュータ本体12のハードディスクに記憶させる。
In step 208, processing for associating a plurality of control points 26 selected by the user is performed. Specifically, for example, a correspondence table in which numbers of a plurality of control points 26 selected by the user are associated is stored in the hard disk of the computer
ステップ210では、ユーザーの操作によりコントロール点26の関連付けを解除する操作がされたか否かを判断し、その操作がされた場合には、ステップ212へ移行し、その操作がされていない場合には、ステップ214へ移行する。
In
ステップ212では、関連付けを解除する処理を行う。具体的には、関連付けを解除したいコントロール点26の番号を対応テーブルから削除する。
In
このように、任意の複数のコントロール点26を関連付けたり、関連付けを解除したりすることができる。なお、同じトレッドブロック内で複数のコントロール点を関連付けてもよいし、異なるトレッドブロック間で複数のコントロール点を関連付けてもよい。また、関連付けるコントロール点26の数は特に制限されない。 In this way, a plurality of arbitrary control points 26 can be associated or dissociated. A plurality of control points may be associated within the same tread block, or a plurality of control points may be associated between different tread blocks. The number of control points 26 to be associated is not particularly limited.
図9には、複数のコントロール点26を関連付けて同時に移動させた場合のトレッドパターン20の形状の一例を示した。図9では、図中点線枠で示したように、トレッドブロック22Aのコントロール点26Aとトレッドブロック22Cのコントロール点26C、トレッドブロック22Bのコントロール点26Bとトレッドブロック22Dのコントロール点26D、トレッドブロック22Eの2つのコントロール点26E1の合計3組のコントロール点(図中大きな黒点で示す)について関連付けを行い、これらの各組を若干移動させると共に、トレッドブロック22Eのコントロール点26E2を単独で若干移動させて、各トレッドブロック及び溝部24のメッシュの形状を変更した例を示した。
FIG. 9 shows an example of the shape of the
なお、コントロール点26を関連付けた後は、例えばそれらのうち何れかのコントロール点26を所望の位置にドラッグアンドドロップすることにより、関連付けた複数のコントロール点26を同時に移動させることができる。 After associating the control points 26, for example, by dragging and dropping any one of the control points 26 to a desired position, the associated control points 26 can be moved simultaneously.
このように、ユーザーが任意の複数のコントロール点26を関連付けることにより、それらのコントロール点26を同一方向に同一の移動量で簡単に移動させることができる。 In this way, the user can easily move the control points 26 in the same direction with the same movement amount by associating a plurality of control points 26 with each other.
なお、基本的には、移動されたコントロール点26に近いメッシュほど移動の影響を大きく受けて形状が大きく変更され、移動されたコントロール点26に遠いメッシュほど移動の影響が小さく形状の変更も小さくなるが、例えばトレッドブロックに設定された全てのコントロール点26を関連付けることにより、そのトレッドブロックのメッシュの形状を変更することなくトレッドブロック毎移動させることができる。例えばトレッドブロック22Aの四隅に設定された4つのコントロール点26を全て関連付けて移動させることにより、トレッドブロック22Aの形状及びそのトレッドブロック22Aの各メッシュの形状を変更することなくトレッドブロック22A全体を所望の方向に所望の移動量で移動させることができる。
Basically, the mesh that is closer to the moved
上記では、トレッドパターンの2次元平面の形状を変更する場合について説明したが、トレッドブロックの高さ方向に形状を変更することもできる。この場合、ステップ201において、トレッドパターン20を斜視図で表示するように切り替え、所望のコントロール点26を高さ方向へ移動させるべくドラッグアンドドロップすればよい。図10には、トレッドブロック22Eの先端のコントロール点26E1と、トレッドブロック22Gの先端のコントロール点26G1と、の2つのコントロール点をトレッドブロックの高さ方向である矢印A方向へ移動させた例を示した。ここでは、コントロール点26E1、26G1の近傍に、2つのコントロール点26E2、26G2が各々設定されているため、これら2つのコントロール点を支点としてコントロール点26E1、26G1が下方にそれぞれ折れ曲がった形状となる。
Although the case where the shape of the two-dimensional plane of the tread pattern is changed has been described above, the shape can also be changed in the height direction of the tread block. In this case, in
このように、任意のコントロール点をトレッドブロックの高さ方向に移動させることにより、トレッドブロックの高さ方向の形状、すなわちトレッドブロックの側面の形状を容易に変更することができる。なお、コントロール点の移動に関しては、コントロール点を高さ方向に移動させること以外は、前述したトレッドパターンの平面の形状を変更する場合と同様である。 Thus, by moving an arbitrary control point in the height direction of the tread block, the shape of the tread block in the height direction, that is, the shape of the side surface of the tread block can be easily changed. The movement of the control point is the same as that in the case where the plane shape of the tread pattern is changed except that the control point is moved in the height direction.
そして、このようにトレッドブロックの高さ方向の形状を変更した後は、トレッドブロックの高さ方向(矢印A方向)に所定の条件に従ってメッシュの生成を展開する。これにより、トレッドブロックの高さ方向に形状を変更する場合でも、トレッドブロックの表面形状を変更するだけで容易にタイヤモデルを再作成することができる。 Then, after changing the shape of the tread block in the height direction in this way, the generation of the mesh is developed in the tread block height direction (arrow A direction) according to a predetermined condition. Thus, even when the shape is changed in the height direction of the tread block, the tire model can be easily recreated only by changing the surface shape of the tread block.
従来では、例えば図11に示すようなトレッドブロック30の形状を作成する場合、2次元CADシステムにおいて上面図を作成し、このデータを用いて3次元CADシステムによってトレッドブロックの3次元形状のモデルを作成してメッシュ分割する第1の方法と、3次元CADシステムでトレッドブロックの3次元形状のモデルを作成する第2の方法と、2次元CADシステムにおいて上面図を作成し、これを元に2次元平面上でメッシュ分割し、トレッドブロックの高さ方向にメッシュの生成を展開し、トレッドブロックの先端部をトレッドブロックの高さ方向に下げるように修正する第3の方法と、2次元CADシステムにおいて上面図を作成し、これを元に2次元平面上でメッシュ分割し、トレッドブロックの先端部をトレッドブロックの高さ方向に下げるよう考慮してトレッドブロックの高さ方向にメッシュの生成を展開する第4の方法と、があった。
Conventionally, for example, when creating the shape of the
しかしながら、第1の方法及び第2の方法では、3次元CADシステムを用いてタイヤモデルを作成する必要があり、操作が煩雑でタイヤモデルを作成するのに時間がかかる、という問題があり、第3の方法では、タイヤ全体についてトレッドブロックの先端部を修正するには長時間を要し、第4の方法では、タイヤ全体についてトレッドブロックの先端部の形状を考慮しながらメッシュの生成を展開するには長時間を要する、という問題があった。 However, the first method and the second method have a problem that it is necessary to create a tire model using a three-dimensional CAD system, and the operation is complicated and it takes time to create the tire model. In the method 3, it takes a long time to correct the tip portion of the tread block for the entire tire, and in the fourth method, the generation of the mesh is developed while considering the shape of the tip portion of the tread block for the entire tire. Had the problem of requiring a long time.
また、図12(A)に示すように、トレッドブロック30をメッシュ分割し、これにコントロール点32を設定して、トレッドブロック30の先端部のコントロール点32Aをトレッドブロックの高さ方向に移動させることにより、同図(B)に示すようにトレッドブロックの先端部を下げたモデルを作成することもできる。
Further, as shown in FIG. 12A, the
しかしながら、これをタイヤ全体について行う場合には、非常に時間がかかる。例えばトレッドパターンが左右対称であって、図12(B)に示すようなトレッドブロックを2つ含むトレッドパターンがタイヤの周方向に60ピッチあるタイヤのモデルを作成する場合、トレッドブロックの先端部の高さを低くする作業を120(=2×60)回行わなければならない。 However, when this is done for the entire tire, it is very time consuming. For example, when creating a tire model in which the tread pattern is symmetrical and the tread pattern including two tread blocks as shown in FIG. 12B has 60 pitches in the circumferential direction of the tire, The operation of reducing the height must be performed 120 (= 2 × 60) times.
これに対し、本実施形態では、例えば図10に示すように、トレッドブロック22Eの先端のコントロール点26E1と、トレッドブロック22Gの先端のコントロール点26G1と、の2つのコントロール点をトレッドブロックの高さ方向である矢印A方向へ移動させ、後は自動でトレッドブロックの高さ方向にメッシュ生成を展開するので、トレッドブロックの先端部を低くする作業を2回行うだけでよい。これにより、タイヤモデルの作成時間を大幅に短縮することができる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, for example, the control point 26E1 at the tip of the
そして、ステップ214では、ユーザーにより再シミュレーションの実行を指示する操作がされた場合には本ルーチンを終了して図2に示すステップ110へ戻り、再度タイヤの変形計算を行い、ステップ112で結果を出力する。一方、再シミュレーションの実行を指示する操作がされていない場合には、ステップ202へ戻り、上記と同様の処理を繰り返す。
In
このように、本実施形態では、まず1ピッチ分のトレッドパターンを2次元平面上でメッシュ分割した後、任意の位置にコントロール点を設定し、このコントロール点の移動に連動してメッシュの形状を変更することによりトレッドパターンの形状を変更し、変更したトレッドパターンをトレッドブロックの高さ方向に展開した後、タイヤの周方向に展開することによりタイヤモデルを作成するようにした。このため、3次元CADシステムを用いる必要もなく、メッシュ分割の処理を再度行う必要もないため、タイヤモデルの作成時間を大幅に短縮することができる。 As described above, in this embodiment, first, a tread pattern for one pitch is divided into meshes on a two-dimensional plane, control points are set at arbitrary positions, and the shape of the mesh is linked to the movement of the control points. By changing the shape of the tread pattern, the changed tread pattern was developed in the height direction of the tread block, and then developed in the tire circumferential direction to create a tire model. For this reason, since it is not necessary to use a three-dimensional CAD system and it is not necessary to perform the mesh division process again, the tire model creation time can be greatly reduced.
なお、本発明は、例えばトレッドブロックが特開2003−191718号公報や特開2000−71719号公報に記載されたようなACブロックの場合にも適用可能である。ACブロックは、ブロック端縁の近傍に、ブロック端縁及びブロック中央部に向けてブロック踏面の高さを漸減させる周辺隆起部を形成することにより、接地圧の不均一を解消し、操縦安定性及び対摩耗性能を向上させたものである。ACブロックの場合、最適な表面形状を求めるためによりタイヤモデルの形成及び解析をより多く繰り返す必要があるが、本発明を適用することにより、タイヤモデルの作成時間を大幅に短縮することができる。 Note that the present invention is also applicable to a case where the tread block is an AC block as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-191718 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-71719, for example. The AC block eliminates uneven contact pressure by reducing the height of the block tread surface toward the block edge and the center of the block in the vicinity of the block edge. In addition, the wear resistance performance is improved. In the case of the AC block, it is necessary to repeat the formation and analysis of the tire model more frequently in order to obtain the optimum surface shape. However, by applying the present invention, it is possible to significantly reduce the time for creating the tire model.
次に、本発明の実施例について説明する。 Next, examples of the present invention will be described.
まず、タイヤサイズが205/55R16で、タイヤの周方向に図13(A)に示すようなトレッドパターン40を33個有するタイヤモデルを、同図(B)に示すようなトレッドパターン42に変更して再作成した場合について説明する。本実施例では、以下の3つの方法でタイヤモデルを再作成した。
First, a tire model having a tire size of 205 / 55R16 and having 33
第1の方法では、従来のように、1ピッチ分のトレッドパターンの形状をCADシステムで作成した後にメッシュ分割し、図13(B)に示すようなメッシュ分割されたトレッドパターン42を作成し、これをタイヤの周方向に33ピッチ分展開することによりタイヤモデルを再作成した。
In the first method, as in the prior art, the shape of the tread pattern for one pitch is created by the CAD system and then divided into meshes, and a
第2の方法では、本実施形態のように、図13(A)に示すメッシュ分割されたトレッドパターン40にコントロール点を設定し、コントロール点を移動させてトレッドパターン40の形状を変更して同図(B)に示すトレッドパターン42を作成し、これをタイヤの周方向に33ピッチ分展開することによりタイヤモデルを再作成した。
In the second method, as in this embodiment, control points are set on the mesh-divided
第3の方法では、従来のように、CADシステムにより33ピッチ分のトレッドパターンをそれぞれ変更した後、それぞれメッシュ分割することによりタイヤモデルを再作成した。 In the third method, the tire model was re-created by changing the tread pattern for 33 pitches by the CAD system and dividing the mesh respectively, as in the conventional method.
以下に、各方法におけるタイヤモデルの作成時間を、第1の方法の結果を100とした指数で示す。 Below, the tire model creation time in each method is shown as an index with the result of the first method as 100.
次に、図14(A)に示す1ピッチ分のトレッドパターン50をトレッドブロックの高さ方向に展開して同図(B)に示すようなトレッドパターン53を作成した場合に、図15(B)に示すようなトレッドパターン60を再作成した場合について説明する。本実施例では、以下の4つの方法でタイヤモデルを再作成した。
Next, when the
なお、トレッドパターン60は、図15(B)に示すように、トレッドブロック62の先端部62A及びトレッドブロック64の先端部64Aが、図14(B)に示すトレッドパターン52の対応部分と比較して、一部削れた形状となっている。
In the
第1の方法では、従来のように2次元CADシステムにおいて上面図を作成し、このデータを用いて3次元CADシステムによってトレッドブロックの3次元形状のモデルを作成してメッシュ分割することにより、図15(B)に示すようなトレッドパターン60を作成した。
In the first method, a top view is created in a two-dimensional CAD system as in the prior art, and a model of a three-dimensional shape of a tread block is created by the three-dimensional CAD system using this data and divided into meshes. A
第2の方法では、従来のように3次元CADシステムでトレッドブロックの3次元形状のモデルを作成し、これをメッシュ分割することにより図15(B)に示すようなトレッドパターン60を作成した。
In the second method, a
第3の方法では、従来のように2次元CADシステムにおいてトレッドパターンの上面図を元に2次元平面上でメッシュ分割した図14(A)に示すようなトレッドパターン50について、トレッドブロックの高さ方向にメッシュの生成を展開し、トレッドブロックの先端部をトレッドブロックの高さ方向に下げるように修正することにより、図15(B)に示すようなトレッドパターン60を作成した。
In the third method, the tread block height of a
第4の方法では、従来のように2次元CADシステムにおいてトレッドパターンの上面図を元に2次元平面上でメッシュ分割した図14(A)に示すようなトレッドパターン50について、トレッドブロックの先端部をトレッドブロックの高さ方向に下げるよう考慮してトレッドブロックの高さ方向にメッシュの生成を展開することにより、図15(B)に示すようなトレッドパターン60を作成した。
In the fourth method, a tip portion of a tread block is obtained with respect to a
第5の方法では、本発明のように、まず2次元CADシステムにおいてトレッドパターンの上面図を元に2次元平面上でメッシュ分割した図14(A)に示すようなトレッドパターン50上に、図6に示したのと同様にコントロール点を設定し、トレッドブロック51の先端部51A及びトレッドブロック52の先端部52Aをトレッドブロックの高さ方向に下げることにより、図15(A)に示すようなトレッドブロック56の先端部56A及びトレッドブロック58の先端部58Aをトレッドブロックの高さ方向に下げたトレッドパターン54を作成し、これを元にトレッドブロックの高さ方向にメッシュの生成を展開することにより、同図(B)に示すようなトレッドパターン60を作成した。
In the fifth method, as in the present invention, first, on the
以下に、各方法におけるタイヤモデルの作成時間を、第1の方法の結果を100とした指数で示す。 Below, the tire model creation time in each method is shown as an index with the result of the first method as 100.
10 キーボード
12 コンピュータ本体
14 CRT
16 マウス
10
16 mice
Claims (8)
前記複数の要素の一部の要素の移動に連動して、当該要素を含む周辺の要素の形状を変更することにより、前記トレッドパターンの形状を直接変更することを特徴とするタイヤモデル作成方法。 A tire model creation method for creating a tire model by dividing a tire tread pattern based on design data into a finite number of elements,
A tire model creation method, wherein the shape of the tread pattern is directly changed by changing the shape of a peripheral element including the element in conjunction with movement of a part of the plurality of elements.
設定したコントロール点の中から、形状を変更すべき領域に含まれるコントロール点を選択させると共に、選択された選択コントロール点の移動方向及び移動量を入力させ、
前記選択コントロール点の移動方向及び移動量に基づいて、前記トレッドパターンの形状を変更することを特徴とする請求項1記載のタイヤモデル作成方法。 A plurality of control points are set on the outline of the tread block included in the tread pattern,
From the set control points, select the control points included in the area whose shape is to be changed, and input the moving direction and moving amount of the selected selected control points.
The tire model creation method according to claim 1, wherein the shape of the tread pattern is changed based on a moving direction and a moving amount of the selected control point.
登録した複数のコントロール点の何れかが選択コントロール点として選択された場合、当該複数のコントロール点の移動方向及び移動量を同一にすることを特徴とする請求項2記載のタイヤモデル作成方法。 Register multiple control points in association with storage means,
3. The tire model creation method according to claim 2, wherein when any one of the plurality of registered control points is selected as the selected control point, the movement direction and the movement amount of the plurality of control points are made the same.
前記複数の要素の一部の要素の移動に連動して、当該要素を含む周辺の要素の形状を変更することにより、前記トレッドパターンの形状を直接変更する変更手段を備えたことを特徴とするタイヤモデル作成装置。 A tire model creation device that creates a tire model by dividing a tire tread pattern based on design data into a finite number of elements,
A change means for directly changing the shape of the tread pattern by changing the shape of a peripheral element including the element in conjunction with the movement of a part of the plurality of elements is provided. Tire model creation device.
前記複数の要素の一部の要素の移動に連動して、当該要素を含む周辺の要素の形状を変更することにより、前記トレッドパターンの形状を直接変更する処理を含むことを特徴とするタイヤモデル作成プログラム。 A tire model creation program for causing a computer to execute a tire model creation method for creating a tire model in which a tire tread pattern based on design data is divided into a finite number of elements,
A tire model including a process of directly changing the shape of the tread pattern by changing the shape of a peripheral element including the element in conjunction with movement of a part of the plurality of elements. Creation program.
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