JP2011148468A - Simulation method and simulation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シミュレーション方法及びシミュレーション装置に関する。 The present invention relates to a simulation method and a simulation apparatus.
従来、タイヤモデルを用いたシミュレーション方法によって、タイヤの内圧充填時や荷重負荷時における変形状態を解析する技術が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for analyzing a deformation state when a tire is filled with an internal pressure or under a load is known by a simulation method using a tire model.
かかるシミュレーション方法において、タイヤモデルを構成する補強材モデルの引張側及び圧縮側に対して異なる材料定数を与える技術が、特許文献1及び特許文献2に開示されている。
In such a simulation method,
しかしながら、上述の従来技術では、タイヤのたわみ量やコーナーリングパワーについて解析しているが、タイヤのトレッド部やサイド部の変形量について考慮していない。 However, in the above-described conventional technology, the amount of deflection of the tire and the cornering power are analyzed, but the amount of deformation of the tread portion and the side portion of the tire is not considered.
したがって、従来技術を用いて解析を行うと、タイヤに内圧を充填した場合のトレッド部の変形量やランフラットタイヤにおいて内圧を充填せずに荷重を負荷した場合のサイド部の変形量が実測値と一致しないため、かかる解析によって得られる歪や応力等の評価値も実測値と一致せず、その結果、かかる評価値によって決定される耐久性能や転がり抵抗等の性能が実測値と一致せず、かかる解析を実際の製品設計に用いることができないという問題点があった。 Therefore, when analysis is performed using conventional technology, the amount of deformation of the tread when the tire is filled with internal pressure and the amount of deformation of the side when the load is applied without filling the internal pressure in the run-flat tire are measured values. Therefore, the evaluation values such as strain and stress obtained by such analysis do not match the actual measurement values, and as a result, the durability performance and rolling resistance performance determined by such evaluation values do not match the actual measurement values. There is a problem that such analysis cannot be used in actual product design.
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、高精度にタイヤの変形状態を解析することができるシミュレーション方法及びシミュレーション装置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-described problems, and an object thereof is to provide a simulation method and a simulation apparatus that can analyze the deformation state of a tire with high accuracy.
本発明の第1の特徴は、シミュレーション方法であって、タイヤを有限個の要素に分割したタイヤモデルを設定するタイヤモデル設定ステップと、前記タイヤモデルを構成するベルト層モデル及びプライ層モデルに対して材料定数を設定する材料定数設定ステップと、前記タイヤモデルを用いたシミュレーションによって、評価値を算出する評価値算出ステップとを有し、前記タイヤモデル設定ステップにおいて、前記ベルト層モデルのセンター領域における補強コードの軸方向と前記タイヤモデルの周方向とがなす角度を、該ベルト層モデルのショルダー領域における該補強コードの軸方向と該タイヤモデルの周方向とがなす角度よりも小さくなるように設定し、前記材料定数設定ステップにおいて、前記プライ層モデルの補強コードの軸方向における歪が所定閾値よりも小さい範囲で、前記材料定数として該プライ層モデルに対して設定すべき該補強コードの軸方向における弾性率を変化させることを要旨とする。 A first feature of the present invention is a simulation method, comprising: a tire model setting step for setting a tire model obtained by dividing a tire into a finite number of elements; and a belt layer model and a ply layer model constituting the tire model. A material constant setting step for setting a material constant, and an evaluation value calculation step for calculating an evaluation value by simulation using the tire model. In the tire model setting step, in the center region of the belt layer model The angle formed by the axial direction of the reinforcing cord and the circumferential direction of the tire model is set to be smaller than the angle formed by the axial direction of the reinforcing cord and the circumferential direction of the tire model in the shoulder region of the belt layer model. In the material constant setting step, the axis of the reinforcement cord of the ply layer model Range distortion is smaller than a predetermined threshold value in the direction, and gist varying the elastic modulus in the axial direction of the reinforcing cord to be set against the ply layer model as the material constant.
本発明の第1の特徴の前記材料定数設定ステップにおいて、前記プライ層モデルの補強コードの軸方向における歪が前記所定閾値よりも大きい範囲で、前記材料定数として該プライ層モデルに対して設定すべき該補強コードの軸方向における弾性率を一定にしてもよい。 In the material constant setting step of the first feature of the present invention, the material constant is set as the material constant for the ply layer model in a range where the strain in the axial direction of the reinforcing cord of the ply layer model is larger than the predetermined threshold The elastic modulus in the axial direction of the reinforcing cord may be constant.
本発明の第1の特徴の前記タイヤモデル設定ステップにおいて、前記ベルト層モデルのセンター領域における単位幅あたりの補強コードの数を、該ベルト層モデルのショルダー領域における単位幅あたりの該補強コードの数よりも多くするように設定してもよい。 In the tire model setting step of the first feature of the present invention, the number of reinforcing cords per unit width in the center region of the belt layer model is the number of reinforcing cords per unit width in the shoulder region of the belt layer model. You may set so that it may increase more.
本発明の第2の特徴は、シミュレーション装置であって、上述のシミュレーション方法を実行することを要旨とする。 The second feature of the present invention is a simulation device, which is characterized by executing the above-described simulation method.
以上説明したように、本発明によれば、高精度にタイヤの変形状態を解析することができるシミュレーション方法及びシミュレーション装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a simulation method and a simulation apparatus that can analyze the deformation state of a tire with high accuracy.
図1乃至図17を参照して、本発明の第1の実施形態に係るシミュレーション方法について説明する。 A simulation method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、ステップS101において、タイヤを有限個の要素に分割したタイヤモデル1を設定する。図2に、本実施形態に係るシミュレーション方法の対象となるタイヤ10の一例を示し、図3に、設定されたタイヤモデル1の斜視図を示し、図4に、かかるタイヤモデル1の断面図を示す。
As shown in FIG. 1, in step S101, a
例えば、タイヤモデル1は、有限要素法(FEM:Fenite Element Method)に対応した要素分割、すなわち、メッシュ分割によってタイヤ10を複数の要素に分割することによって、コンピュータ装置によって取り扱い可能な形式に数値化されたものである。
For example, the
例えば、図3及び図4に示すように、トレッド部10Aやサイド部10B等のゴム部材やビードワイヤ10C等は、ソリッド要素1A、1B、1Cとしてモデル化されてもよい。
For example, as shown in FIGS. 3 and 4, rubber members such as the
また、図2に示すように、補強材には、ベルト20A及び補強コード20Bによって構成されるベルト層20、及び、プライ30A及び補強コード30Bによって構成されるプライ層30が含まれている。
Further, as shown in FIG. 2, the reinforcing material includes a
例えば、ベルト20A及びプライ30Aは、ゴム部材によって構成されており、補強コード20B、30Bは、複数本のフィラメントからなるスチールコードである。
For example, the
ここで、図3乃至図5に示すように、ベルト層20やプライ層30等の補強材は、等価な剛性を持つ異方性ソリッド要素や膜要素やシェル要素2、3としてモデル化されてもよい。
Here, as shown in FIGS. 3 to 5, the reinforcing material such as the
すなわち、ベルト20A及び補強コード20Bによって構成されるベルト層20やプライ30A及び補強コード30Bによって構成されるプライ層30といった複合材層のそれぞれを均一な要素としてモデル化してもよい。
That is, each of the composite material layers such as the
このように、補強材をモデル化することによって、コンピュータ装置によって取り扱い可能な形式に数値化されたものを「補強材モデル」と呼ぶ。具体的には、ベルト層20をモデル化することによって、コンピュータ装置によって取り扱い可能な形式に数値化されたものを「ベルト層モデル2」と呼び、プライ層30をモデル化することによって、コンピュータ装置によって取り扱い可能な形式に数値化されたものを「プライ層モデル3」と呼ぶ。
Thus, by modeling the reinforcing material, the numerical value that can be handled by the computer device is called a “reinforcing material model”. Specifically, by modeling the
ここで、図6に示すように、かかる補強材モデルにおいて、センター領域Aにおける補強コードの軸方向DAとタイヤモデル1の周方向D1とがなす角度を、ショルダー領域B、Cにおける補強コードの軸方向DB、DCとタイヤモデル1の周方向D1とがなす角度よりも小さくなるように設定してもよい。
Here, as shown in FIG. 6, in such a reinforcing material model, the angle formed by the axial direction DA of the reinforcing cord in the center region A and the circumferential direction D1 of the
例えば、ベルト層モデル2において、センター領域Aにおける補強コードの軸方向DAとタイヤモデル1の周方向D1とがなす角度を、ショルダー領域B、Cにおける補強コードの軸方向DB、DCとタイヤモデル1の周方向D1とがなす角度よりも小さくなるように設定してもよい。
For example, in a
また、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3において、センター領域Aにおける単位幅あたりの補強コードの数を、ショルダー領域B、Cにおける単位幅あたりの補強コードの数と変えるように設定してもよい。
Further, in the
例えば、ベルト層モデル2において、センター領域Aにおける単位幅あたりの補強コード20Bの数を、ベルト層モデル2のショルダー領域B、Cにおける単位幅あたりの補強コード20Bの数よりも多くするように設定してもよい。
For example, in the
また、プライ層モデル3において、センター領域Aにおける単位幅あたりの補強コード30Bの数を、ショルダー領域B、Cにおける単位幅あたりの補強コード30Bの数よりも少なくするように設定してもよい。
In the
このようにモデル化することによって、ショルダー領域B、Cにおけるタイヤ10の周方向の剛性が低下し、内圧充填時におけるトレッド部10Aの変形量が多くなり、実測値により近くなる。
By modeling in this way, the circumferential rigidity of the
ステップS102において、タイヤモデル1を構成する補強材モデル、すなわち、ステップS101において設定されたベルト層モデル2及びプライ層モデル3に対して、材料定数を設定する。以下、かかる補強材モデルに対して設定すべき材料定数、特に、補強コードの軸方向における弾性率(ヤング率)について検討する。
In step S102, material constants are set for the reinforcing material model constituting the
第1に、図7を参照して、一般的な補強材、特に、一方向繊維強化材において考慮すべき材料定数の一例について説明する。 First, an example of material constants to be considered in a general reinforcing material, particularly, a unidirectional fiber reinforcing material will be described with reference to FIG.
図7において、「L」は、補強コードの軸方向であり、「T」は、補強コードの垂直方向であり、「Vf」は、補強材20、30における補強コード20B、30Bの体積分率であり、「Vm」は、補強材20、30におけるゴム部材(例えば、ベルト20Aやプライ30A等)の体積分率である。
In FIG. 7, “L” is the axial direction of the reinforcing cord, “T” is the vertical direction of the reinforcing cord, and “V f ” is the volume of the reinforcing
また、「Ef」は、補強コード20B、30Bのヤング率であり、「EL」は、補強コード20B、30Bの軸方向における補強材20、30のヤング率であり、「ET」は、補強コード20B、30Bの垂直方向における補強材20、30のヤング率であり、「Em」は、ゴム部材のヤング率である。
“E f ” is the Young's modulus of the
「νf」は、補強コード20B、30Bのポアソン比であり、「νm」は、ゴム部材のポアソン比であり、「Gf」は、補強コード20B、30Bのせん断剛性であり、「Gm」は、ゴム部材のせん断剛性であり、「GLT」は、補強材20、30のせん断剛性である。
“Ν f ” is the Poisson ratio of the reinforcing
なお、「Vf」、「Vm」、「Ef」、「EL」、「ET」、「Em」、「νm」、「Gf」、「Gm」及び「GLT」の関係は、図7に示すとおりである。 Note that “V f ”, “V m ”, “E f ”, “E L ”, “E T ”, “E m ”, “ν m ”, “G f ”, “G m ” and “G LT ”. "Is as shown in FIG.
第2に、図8乃至図14を参照して、かかる補強材、特に、一方向繊維強化材の引張及び圧縮特性の一例について説明する。 Secondly, an example of the tensile and compression characteristics of such a reinforcing material, particularly a unidirectional fiber reinforcing material, will be described with reference to FIGS.
図8に、かかる補強材の一種である「ゴム-レーヨン繊維一方向強化材」の引張及び圧縮特性の一例を示し、図9に、かかる補強材の一種である「ゴム-ナイロン繊維一方向強化材」の引張及び圧縮特性の一例を示す。ここで、図8は、「複合材料技術集成、複合材料技術集成編集員会編、産業技術センター、1976」の「図4.37 ゴム-レーヨン繊維一方向強化材の引張りおよび圧縮特性」から引用したものであり、図9は、「複合材料技術集成、複合材料技術集成編集員会編、産業技術センター、1976」の「図4.38 ゴム-ナイロン繊維一方向強化材の引張りおよび圧縮特性」から引用したものである。 FIG. 8 shows an example of tensile and compression characteristics of a “rubber-rayon fiber unidirectional reinforcement” which is a kind of such a reinforcing material, and FIG. 9 shows a “rubber-nylon fiber unidirectional reinforcement” which is a kind of such a reinforcing material. 2 shows an example of tensile and compression characteristics of a “material”. Here, Figure 8 is taken from "Figure 4.37 Tensile and compressive properties of rubber-rayon fiber unidirectional reinforcement" in "Composite Technology Assembly, Editorial Committee for Composite Material Technology, Industrial Technology Center, 1976". Fig. 9 shows "Figure 4.38 Tensile and compressive properties of rubber-nylon fiber unidirectional reinforcement" in "Composite Materials Technology Assembly, Editorial Committee for Composite Materials Technology, Industrial Technology Center, 1976". Quoted from.
図8及び図9に示すように、上述の補強材が引っ張られた場合の剛性(補強材の引張剛性)は、かかる補強材に含まれる補強コードのヤング率(引張剛性)に応じた剛性となるが、上述の補強材が圧縮された場合の剛性(補強材の圧縮剛性)は、撚られている補強コードがほぐれること及び補強コードの圧縮剛性が低いことから、上述の補強材の引張剛性と比べて大きく低下する。 As shown in FIGS. 8 and 9, the rigidity (tensile rigidity of the reinforcing material) when the above-described reinforcing material is pulled is the rigidity corresponding to the Young's modulus (tensile rigidity) of the reinforcing cord included in the reinforcing material. However, the rigidity when the above-mentioned reinforcing material is compressed (compression rigidity of the reinforcing material) is that the twisted reinforcing cord is loosened and the compressive rigidity of the reinforcing cord is low. Compared with
また、図8及び図9に示すように、通常、補強コードの軸方向における補強材の歪が大きい範囲では、補強コードの軸方向における補強材の弾性率は、ほぼ一定であるが、補強コードの軸方向における補強材の歪が小さい範囲では、補強コードの軸方向における補強材の弾性率は、徐々に変化している。 In addition, as shown in FIGS. 8 and 9, the elastic modulus of the reinforcing material in the axial direction of the reinforcing cord is normally substantially constant in a range where the distortion of the reinforcing material in the axial direction of the reinforcing cord is large. In the range where the strain of the reinforcing material in the axial direction is small, the elastic modulus of the reinforcing material in the axial direction of the reinforcing cord gradually changes.
図10乃至図14に、補強コードの軸方向における補強材の弾性率の特性について例示する。 10 to 14 illustrate the elastic modulus characteristics of the reinforcing material in the axial direction of the reinforcing cord.
図10乃至図14の例に示すように、補強コードの軸方向における補強材の歪が所定閾値(1%)よりも大きい範囲では、補強コードの軸方向における補強材の弾性率は、ほぼ一定である。 As shown in the examples of FIGS. 10 to 14, the elastic modulus of the reinforcing material in the axial direction of the reinforcing cord is substantially constant in a range where the strain of the reinforcing material in the axial direction of the reinforcing cord is larger than a predetermined threshold (1%). It is.
また、図10の例では、補強コードの軸方向における補強材の歪が所定閾値(1%)よりも小さい範囲では、補強コードの軸方向における補強材の弾性率は、線形に変化する。 In the example of FIG. 10, the elastic modulus of the reinforcing material in the axial direction of the reinforcing cord changes linearly in a range where the strain of the reinforcing material in the axial direction of the reinforcing cord is smaller than a predetermined threshold (1%).
一方、図11乃至図14の例では、補強コードの軸方向における補強材の歪が所定閾値(1%)よりも小さい範囲では、補強コードの軸方向における補強材の弾性率は、非線形(滑らか)に変化する。 On the other hand, in the examples of FIGS. 11 to 14, the elastic modulus of the reinforcing material in the axial direction of the reinforcing cord is nonlinear (smooth) in a range where the strain of the reinforcing material in the axial direction of the reinforcing cord is smaller than a predetermined threshold (1%). ).
また、補強コードやゴム部材の材料や補強コードの数によって、図12に示すように、補強コードの軸方向における補強材の弾性率が変化する範囲が広くなったり、図13に示すように、補強コードの軸方向における補強材の弾性率が変化する範囲が狭くなったりする。 Further, depending on the material of the reinforcing cord and rubber member and the number of reinforcing cords, as shown in FIG. 12, the range in which the elastic modulus of the reinforcing material in the axial direction of the reinforcing cord changes is widened, as shown in FIG. The range in which the elastic modulus of the reinforcing material changes in the axial direction of the reinforcing cord becomes narrow.
さらに、タイヤ内部におけるタイヤ成型から加硫までの拡張や、加硫時等の熱収縮等の影響で、図14に示すように、補強コードの軸方向における補強材の弾性率が変化する範囲の中心が「歪=0」からずれる場合がある。 Furthermore, as shown in FIG. 14, the elastic modulus of the reinforcing material in the axial direction of the reinforcing cord changes within a range due to expansion from tire molding to vulcanization inside the tire and thermal shrinkage during vulcanization. The center may deviate from “distortion = 0”.
第3に、図15を参照して、タイヤ10の内圧充填時における変形について説明する。
Thirdly, with reference to FIG. 15, the deformation at the time of filling the
図15に示すように、タイヤ10に内圧を充填する場合、ベルト層20は、タイヤ10の周方向D1に伸張し、ベルト層20の幅方向D2に収縮し、プライ層30は、プライ層30の幅方向D2に収縮する。
As shown in FIG. 15, when the
すなわち、タイヤ10に内圧を充填する場合のトレッド部10Aの変形量は、ベルト層20の剛性だけではなく、プライ層30の幅方向における剛性に基づいて決定される。
That is, the deformation amount of the
また、プライ層30の幅方向D2における収縮量は、ベルト層20の幅方向D2における収縮量に基づいて変化するため、ベルト層20の剛性や補強コード20Bの角度等に基づいて決定される。
In addition, the amount of contraction in the width direction D2 of the
一方、タイヤ10に内圧を充填する場合、サイド部10Bは、タイヤ10の幅方向に膨出する。かかるサイド部10Bの変形は、プライ層30において発生している引張方向の変形の影響を受ける。すなわち、かかるサイド部10Bの変形は、プライ層30の幅方向における剛性に基づいて決定される。
On the other hand, when the
すなわち、タイヤ10に内圧を充填する場合のトレッド部10A及びサイド部10Bを含むタイヤ10全体の変形を精度良く予測するためには、プライ層30の引張剛性及び圧縮剛性についても考慮する必要がある。
That is, in order to accurately predict the deformation of the
以上の図7乃至図15の内容を考慮して、ステップS102において、補強材モデル、すなわち、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3に対して、材料定数、特に、補強コード20、30の軸方向における弾性率(ヤング率)を設定する。
In consideration of the contents of FIGS. 7 to 15 described above, in step S102, the material constants, in particular, the axial directions of the
例えば、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3に対して、材料定数として、上述した「Vf」や「Vm」や「Ef」や「EL」や「ET」や「Em」や「νm」や「Gf」や「Gm」や「GLT」の一部又は全部を設定してもよい。
For example, the above-described “V f ”, “V m ”, “E f ”, “E L ”, “E T ”, “E m ” are used as material constants for the
具体的には、ステップS102において、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3に対して設定すべき補強コード20、30の軸方向における弾性率を、補強コード20、30の軸方向におけるベルト層モデル2及びプライ層モデル3の歪が所定閾値よりも小さい範囲で変化させる。
Specifically, in step S102, the elastic modulus in the axial direction of the reinforcing
なお、上述の歪が大きい範囲において、補強コード20、30の軸方向における弾性率の変化を一定にすることで、非線形計算を行う部分を減らすことができ、計算コストを低減することができ、計算が収束しやすくなり、また、モデル化を容易にすることができる。
In addition, in the above-described large strain range, by making the change in the elastic modulus in the axial direction of the reinforcing
ここで、ステップS102において、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3に対して、補強コード20、30の配置や方向を考慮して、複数の弾性率を設定してもよい。
Here, in step S102, a plurality of elastic moduli may be set for the
その後、ステップS103において、上述のタイヤモデル1を用いたシミュレーションによって、例えば、有限要素法によって、評価値(例えば、タイヤモデル1の各部の変形量等)を算出する。
Thereafter, in step S103, an evaluation value (for example, a deformation amount of each part of the tire model 1) is calculated by a simulation using the
第1に、図16を参照して、タイヤモデルとして「初期モデル」、「バイリニア」及び「バイリニア調整」のそれぞれを用いた場合のシミュレーション結果(タイヤ10の内圧充填時におけるトレッド部10Aのタイヤ半径方向の変形量)を、実測値と比較する。
First, referring to FIG. 16, simulation results when each of the “initial model”, “bilinear” and “bilinear adjustment” is used as the tire model (the tire radius of the
実測値は、レーザーを用いて、タイヤ10の内圧充填時におけるトレッド部10Aのタイヤ半径方向の変形量を、トレッド部10Aの幅方向に渡って測定した結果を示す。
The actual measurement value indicates a result of measuring the deformation amount in the tire radial direction of the
「初期モデル」は、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3に対して設定する補強コードの軸方向における弾性率を変化させず、補強コード20B、30Bを線形弾性体としてモデル化したタイヤモデルである。
The “initial model” is a tire model in which the
「バイリニア」は、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3に対して設定すべき補強コードの軸方向における弾性率を変化させたタイヤモデルである。
“Bilinear” is a tire model in which the elastic modulus in the axial direction of the reinforcing cord to be set for the
ここで、「バイリニア」では、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3の補強コードの軸方向における歪が大きい範囲では、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3に対して設定する補強コードの軸方向における弾性率を一定にした。なお、補強材モデル2、3が引っ張られた場合の弾性率の方が、補強材モデル2、3が圧縮された場合の弾性率よりも高くなるように設定する。
Here, in the case of “bilinear”, in the axial direction of the reinforcing cords set for the
また、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3の補強コードの軸方向における歪が小さい範囲では、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3に対して設定する補強コードの軸方向における弾性率を滑らかに変化させた。ここで、かかる歪が小さい範囲は、歪が「−0.2%」〜「+0.2%」までの範囲とした。
In addition, the elastic modulus in the axial direction of the reinforcing cord set for the
「バイリニア調整」は、プライ層30の幅方向の位置0、つまり、プライ層30のセンター領域Aに対応するトレッド部10Aの変形量がプライ層30のショルダー領域B、Cに対応するトレッド部10Aの変形量よりも小さくなるように、プライ層30に対して設定する補強コードの軸方向における弾性率が変化する範囲を調整した。
“Bilinear adjustment” is a
具体的には、プライ層30の幅方向30mmのセンター領域Aにおいて弾性率が変化する歪の範囲を「−0.4%」から「+0.2%」の範囲まで広げた。
Specifically, the strain range in which the elastic modulus changes in the center region A in the
なお、「バイリニア調整」では、ベルト層20については「バイリニア」と同様にモデル化した。
In “bilinear adjustment”, the
この結果、「バイリニア調整」におけるセンター領域Aにおけるトレッド部10Aの変位量とショルダー領域B、C部におけるトレッド部10Aの変形量との比は、(表1)に示すように、実測値に近くなった。
第2に、図17を参照して、タイヤモデルとして「初期モデル」、「バイリニア調整」、「ベルト角度」及び「両方」のそれぞれを用いた場合のシミュレーション結果(タイヤ10の内圧充填時におけるトレッド部10Aのタイヤ半径方向の変形量)を、実測値と比較する。
Second, referring to FIG. 17, a simulation result when each of “initial model”, “bilinear adjustment”, “belt angle”, and “both” is used as a tire model (a tread when the
「ベルト角度」は、タイヤ10の断面におけるベルト半径Rの変化を考慮して「初期モデル」を改良したタイヤモデルである。「ベルト角度」では、「cosθ/R=一定」とした。ここで、「θ」は、ベルト層20における補強コード20Bの軸方向とタイヤ10の周方向とがなす角度(すなわち、ベルト角度)であり、「R」は、タイヤ10の断面におけるベルト半径である。
The “belt angle” is a tire model obtained by improving the “initial model” in consideration of a change in the belt radius R in the cross section of the
「両方」は、「バイリニア調整」と「ベルト角度」とを組み合わせたタイヤモデルである。 “Both” is a tire model that combines “bilinear adjustment” and “belt angle”.
この結果、「両方」では、(表2)に示すように、ベルト層20のセンター領域A付近でのタイヤ10の周方向への伸びを精度良く予測できると共に、プライ層30の圧縮時における弾性率の変化について精度良くモデル化することができ、より大きな改善効果を奏することができる。
なお、図18に示すように、本実施形態に係るシミュレーション方法を実行するシミュレーション装置は、コンピュータ装置によって実現されてもよいし、かかるコンピュータ装置のプロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールによって実施されてもよいし、両者の組み合わせによって実施されてもよい。 As shown in FIG. 18, the simulation apparatus that executes the simulation method according to the present embodiment may be realized by a computer apparatus, or may be implemented by a software module executed by a processor of the computer apparatus. However, it may be implemented by a combination of both.
ソフトウェアモジュールは、RAM(Random Access Memory)や、フラッシュメモリや、ROM(Read Only Memory)や、EPROM(Erasable Programmable ROM)や、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable ROM)や、レジスタや、ハードディスクや、リムーバブルディスクや、CD-ROMといった任意形式の記憶媒体内に設けられていてもよい。 The software module includes a RAM (Random Access Memory), a flash memory, a ROM (Read Only Memory), an EPROM (Erasable Programmable ROM), an EEPROM (Electronically Erasable and Programmable ROM, a hard disk, a registerable ROM, a hard disk). Alternatively, it may be provided in a storage medium of an arbitrary format such as a CD-ROM.
本発明の第1の実施形態に係るシミュレーション方法によれば、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3に対して設定する補強コードの軸方向における弾性率を変化させることによって、高精度にタイヤの変形状態を解析することができる。
According to the simulation method according to the first embodiment of the present invention, by changing the elastic modulus in the axial direction of the reinforcing cord set for the
(比較評価)
次に、本発明の効果を更に明確にするために、タイヤモデルとして従来モデル1、2及び本発明に係る新モデル1乃至3を用いたシミュレーション方法によって算出された評価値を、実測値と比較して評価した結果について説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。
(Comparison evaluation)
Next, in order to further clarify the effects of the present invention, the evaluation values calculated by the simulation method using the
本比較評価では、リムサイズ8J×18のホイールモデル2に乗用車用のタイヤサイズ235/45R18のタイヤモデル1を組み付けて、内圧230kPaを充填し、トレッド部10Aの形状を計測した後、内圧を0kPaとして、再び、トレッド部10Aの形状を計測した。
In this comparative evaluation, the
そして、2つのトレッド部10Aの形状を計測結果の差分を取り、内圧充填字におけるトレッド部10Aのタイヤ半径方向の変形量を算出した。
And the difference of the measurement result was taken for the shape of the two
ここで、かかる比較評価に用いられたタイヤ10のベルト層20の構造は、2枚のスチール交錯にキャップ及びレイヤーが加えられたものである。
Here, the structure of the
すなわち、上述のシミュレーション方法では、内圧0kPaの状態のタイヤ10Aの断面形状に基づいて、FEM用のタイヤモデル1を作成し、かかるタイヤモデル1に対して内圧230kPaを充填する解析を行った。
That is, in the simulation method described above, an
従来モデル1は、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3に対して設定する補強コードの軸方向の弾性率として、材料試験(引張試験)によって算出された値が使用されたタイヤモデルである。
The
従来モデル2は、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3に対して設定する補強コードの軸方向の弾性率のうち、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3が引っ張られた場合の弾性率として材料試験(引張試験)によって算出された値が使用され、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3が圧縮された場合の弾性率として材料試験(圧縮試験)によって算出された値が使用されたタイヤモデルである。
The
なお、従来モデル2では、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3の補強コードの軸方向における歪が「−0.2%」から「+0.2%」までの範囲で、かかる弾性率を、非線形に(滑らかに)変化するように設定した。
In the
新モデル1は、従来モデル2と同様に、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3に対して設定する補強コードの軸方向の弾性率のうち、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3が引っ張られた場合の弾性率として材料試験(引張試験)によって算出された値が使用され、ベルト層モデル2及びプライ層モデル3が圧縮された場合の弾性率として材料試験(圧縮試験)によって算出された値が使用されたタイヤモデルである。
In the
なお、新モデル1では、ベルト層モデル2の補強コードの軸方向における歪が「−0.2%」から「+0.2%」までの範囲で、ベルト層モデル2の補強コードの軸方向における弾性率を、非線形に(滑らかに)変化するように設定し、プライ層モデル3の補強コードの軸方向における歪が「−0.4%」から「+0.2%」までの範囲で、プライ層モデル3の補強コードの軸方向における弾性率を、非線形に(滑らかに)変化するように設定した。
In the
新モデル2は、新モデル1の内容に加えて、ベルト層モデル2のセンター領域A(全体の2/3)におけるベルト角度よりも、ショルダー領域B、Cにおけるベルト角度を2°大きくしたタイヤモデルである。
The
新モデル3は、新モデル2の内容に加えて、ベルト層モデル2のセンター領域A(全体の3/4)における単位幅あたりの補強コードの数よりも、ショルダー領域B、Cにおける単位幅あたりの補強コードの数を10%減らしたタイヤモデルである。
In addition to the contents of the
(表3)に、各タイヤモデルについて、センター領域Aにおけるトレッド部10Aの最大変形量とショルダー領域B、Cにおけるトレッド部10Aの最大変形量の差分、及び、ベルト層の端部におけるトレッド部10Aの変形量を示す。
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。 Although the present invention has been described in detail using the above-described embodiments, it is obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to the embodiments described in this specification. The present invention can be implemented as modified and changed modes without departing from the spirit and scope of the present invention defined by the description of the scope of claims. Therefore, the description of the present specification is for illustrative purposes and does not have any limiting meaning to the present invention. Therefore, the description of the present specification is for illustrative purposes and does not have any limiting meaning to the present invention.
1…タイヤモデル、2…ベルト層モデル、3…プライ層モデル、A…センター領域、B、C…ショルダー領域
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記タイヤモデルを構成するベルト層モデル及びプライ層モデルに対して材料定数を設定する材料定数設定ステップと、
前記タイヤモデルを用いたシミュレーションによって、評価値を算出する評価値算出ステップとを有し、
前記タイヤモデル設定ステップにおいて、前記ベルト層モデルのセンター領域における補強コードの軸方向と前記タイヤモデルの周方向とがなす角度を、該ベルト層モデルのショルダー領域における該補強コードの軸方向と該タイヤモデルの周方向とがなす角度よりも小さくなるように設定し、
前記材料定数設定ステップにおいて、前記プライ層モデルの補強コードの軸方向における歪が所定閾値よりも小さい範囲で、前記材料定数として該プライ層モデルに対して設定すべき該補強コードの軸方向における弾性率を変化させることを特徴とするシミュレーション方法。 A tire model setting step for setting a tire model in which a tire is divided into a finite number of elements;
A material constant setting step for setting material constants for the belt layer model and the ply layer model constituting the tire model;
An evaluation value calculating step of calculating an evaluation value by simulation using the tire model,
In the tire model setting step, an angle formed by the axial direction of the reinforcing cord in the center region of the belt layer model and the circumferential direction of the tire model is determined by calculating the axial direction of the reinforcing cord in the shoulder region of the belt layer model and the tire. Set it to be smaller than the angle formed by the circumferential direction of the model,
In the material constant setting step, the elasticity in the axial direction of the reinforcement cord to be set for the ply layer model as the material constant is within a range in which the strain in the axial direction of the reinforcement cord of the ply layer model is smaller than a predetermined threshold. A simulation method characterized by changing a rate.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004102424A (en) * | 2002-09-05 | 2004-04-02 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Method for predicting dynamic characteristic of structure, method for predicting performance of tire, program for predicting dynamic characteristic of structure and input/output device |
JP2005145429A (en) * | 2003-10-21 | 2005-06-09 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Pneumatic radial tire |
JP2009280002A (en) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Bridgestone Corp | Method, device and program for preparing tire model |
-
2010
- 2010-01-25 JP JP2010013118A patent/JP5524639B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004102424A (en) * | 2002-09-05 | 2004-04-02 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Method for predicting dynamic characteristic of structure, method for predicting performance of tire, program for predicting dynamic characteristic of structure and input/output device |
JP2005145429A (en) * | 2003-10-21 | 2005-06-09 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Pneumatic radial tire |
JP2009280002A (en) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Bridgestone Corp | Method, device and program for preparing tire model |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013075634A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Tire model making method |
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