JP2012148653A - タイヤのシミュレーション方法およびタイヤのシミュレーション用コンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】コンピュータを用いたタイヤのシミュレーションにおいて、高い精度でタイヤの所望の領域の剛性を算出すること。
【解決手段】コンピュータが、解析対象のタイヤに基づき、タイヤのタイヤモデルを少なくとも含む解析モデルを作成するモデル作成ステップと、解析モデルを、剛性を評価する第１領域と、第１領域以外の第２領域との境界を設定する分割ステップと、解析モデルの変形計算を行う変形計算ステップと、変形計算ステップの結果に基づいて変形させた解析モデルの、少なくとも第１領域と第２領域との境界を含み、かつ、第１領域を含まない領域を実質的に剛体とする剛性設定ステップと、剛体設定ステップで変換した解析モデルを解析し第１領域の剛性を算出する解析ステップと、を含むことで上記課題を解決する。
【選択図】図５

Description

本発明は、コンピュータを用いてタイヤを解析する技術に関する。

コンピュータを用いた解析によってタイヤの様々な性能、又はこれに関する物理量を有限要素法等の数値解析により予測することは、性能向上や開発の効率化に有用である。このうち、タイヤの性能を予測するシミュレーションとしては、タイヤの剛性を検出するシミュレーションがある。例えば、特許文献１には、タイヤトレッド部の少なくとも一部を有限個の要素でモデル化したトレッドモデルを用いて変形シミュレーションを行うタイヤトレッド部のシミュレーション方法が記載されている。このシミュレーション方法は、複数個の要素からなる略直方体状、かつ、少なくとも向き合う一対の主側面が該主側面に表れる節点を同じ位置に設けてモデル化された前記トレッドモデルを設定し、主側面に周期境界条件を与えて変形シミュレーションを行い、その変形シミュレーションの結果からタイヤトレッド部の剛性を算出している。

特開２００５−１８６７９１号公報

しかしながら、特許文献１の方法は、タイヤトレッド部に周期境界条件を与えて解析を行っているが、タイヤトレッド部に作用する力は一定ではない場合もあり、解析精度に限界がある。具体的には、接地時のタイヤトレッド部は、その位置や接地圧により種々の形状に変形するが周期境界条件ではこれらの形状の変化を考慮することが困難である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コンピュータを用いたタイヤのシミュレーションにおいて、高い精度でタイヤの所望の領域の剛性を算出することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、タイヤのシミュレーション方法であって、コンピュータが、解析対象のタイヤに基づき、前記タイヤのタイヤモデルを少なくとも含む解析モデルを作成するモデル作成ステップと、前記コンピュータが、前記解析モデルを、剛性を評価する第１領域と、前記第１領域以外の第２領域との境界を設定する分割ステップと、前記コンピュータが、前記解析モデルの変形計算を行う変形計算ステップと、前記コンピュータが、前記変形計算ステップの結果に基づいて変形させた前記解析モデルの、少なくとも前記第１領域と前記第２領域との境界を含み、かつ、前記第１領域を含まない領域を実質的に剛体とする剛性設定ステップと、前記コンピュータが、剛体設定ステップで変換した前記解析モデルを解析し第１領域の剛性を算出する解析ステップと、を含むことを特徴とする。これにより、第１領域の変形を考慮しつつ、かつ、剛性算出時には、第１領域の剛性を適切に算出することができる。このため、高い精度でタイヤの第１領域の剛性を算出することができる。

ここで、前記解析ステップは、剛体設定ステップで変換した前記解析モデルに強制変位の入力を付与した解析を行い、反力と変位を検出する変位反力算出ステップと、前記変位反力算出ステップで算出した結果から第１領域の剛性を算出する剛性算出ステップと、を有することが好ましい。これにより、適切に剛性を算出することができる。

また、前記変形計算ステップは、前記タイヤを路面に接地させた場合に生じる変形を含む変形計算を行うことが好ましい。これにより、接地状態でのタイヤの所望の領域の剛性を適切に算出することができる。

また、前記第１領域は、前記路面に接地する領域のタイヤトレッド部の少なくとも一部を含むことが好ましい。これにより、路面に接地している部分の剛性を適切に算出することができる。

また、前記タイヤモデルは、前記路面に接触しており、かつ、第１領域に含まれる領域の少なくとも一部に０より大きい摩擦係数が設定されていることが好ましい。これにより、路面との接触に対しての反力を考慮することができ、剛性を適切に算出することができる。

また、前記解析ステップは、前記タイヤと前記路面とが接触する相対位置が異なる条件で変形計算を行った２つ以上の解析モデルを用いて前記第１領域の剛性を算出することが好ましい。これにより、使用時のタイヤの剛性を適切に算出することができる。

また、前記解析ステップは、算出した第１領域の剛性に基づいて、接地域の接触接線方向の物理量の分布を取得するステップと、物理量の分布から、接地域内の複数の部分の寄与を算出するステップを有することが好ましい。これにより、タイヤの部分ごとの評価を適切に行うことができる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、タイヤのシミュレーション用コンピュータプログラムであって、上記のいずれかに記載のタイヤのシミュレーション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、第１領域の変形を考慮しつつ、かつ、剛性算出時には、第１領域の剛性を適切に算出することができる。このため、高い精度でタイヤの第１領域の剛性を算出することができる。

本発明は、コンピュータを用いたタイヤのシミュレーションにおいて、高い精度でタイヤの所望の領域の剛性を算出することができる。

図１は、タイヤの子午断面図である。 図２は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法を実行する解析装置を示す説明図である。 図３は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の手順を示すフローチャートである。 図４は、解析モデルに含まれるタイヤモデルの一例を示す部分斜視図である。 図５は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の手順を模式的に示す説明図である。 図６は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の手順を模式的に示す説明図である。 図７は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の手順を示すフローチャートである。 図８は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の手順を模式的に示す説明図である。 図９は、タイヤの解析対象の領域の設定の他の例を示す説明図である。 図１０は、タイヤの解析対象の領域の設定の他の例を示す説明図である。 図１１Ａは、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の解析結果の一例を示す説明図である。 図１１Ｂは、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の解析結果の一例を示す説明図である。 図１１Ｃは、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の解析結果の一例を示す説明図である。 図１１Ｄは、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の解析結果の一例を示す説明図である。 図１２は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の解析結果の一例を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下の実施形態に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

図１は、タイヤの子午断面図である。タイヤ１は、回転軸（Ｙ軸）を中心として回転する環状構造体であり、回転軸の周りに、周方向に向かって同様の形状の子午断面が展開される。図１に示すように、タイヤ１の子午断面には、カーカス２、ベルト３、ベルトカバー４、ビードコア５が現れている。タイヤ１は、母材であるゴムを、補強材であるカーカス２、ベルト３、あるいはベルトカバー４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。カーカス２、ベルト３、ベルトカバー４等の、金属繊維や有機繊維等のコード材料で構成される補強コードの層をコード層という。

カーカス２は、タイヤ１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ようになっている。ベルト３は、キャップトレッド６とカーカス２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。ラジアルタイヤにおいて、ベルト３は形状保持および強度メンバーとして重要な役割を担っている。

ベルト３の踏面Ｇ側には、ベルトカバー４が配置されている。ベルトカバー４は、ベルト３の保護層としての役割や、ベルト３の補強層としての役割を持つ。ビードコア５は、内圧によってカーカス２に発生するコード張力を支えているスチールワイヤの束である。ビードコア５は、カーカス２、ベルト３、ベルトカバー４およびトレッドとともに、タイヤ１の強度部材となる。キャップトレッド（タイヤトレッド部）６の踏面Ｇ側には、溝（周溝、主溝）７が形成される。これによって、雨天走行時の排水性を向上させる。また、キャップトレッド６は、溝７とタイヤ幅方向に形成された溝（横溝）により分割され、ブロックが周方向に隣接した所定のパターンで形成される。また、タイヤ１の側部はサイドウォール８と呼ばれており、ビードコア５とキャップトレッド６との間を接続する。また、キャップトレッド６とサイドウォール８との間はショルダー部Ｓｈである。次に、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法を実行する装置について説明する。

図２は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法を実行する解析装置を示す説明図である。本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法は、図２に示す解析装置５０によって実現できる。解析装置５０はコンピュータであり、図２に示すように、処理部５２と記憶部５４とで構成される。また、この解析装置５０には、入出力装置５１が電気的に接続されている。入出力装置５１は、入力手段５３を有している。この入力手段５３は、タイヤを構成するゴムの物性値や補強コードの物性値、あるいは接地解析、剛性解析等に用いる境界条件等を処理部５２や記憶部５４へ入力する。

入力手段５３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。記憶部５４には、タイヤの解析（接地解析や転動解析、あるいは振動解析等）や本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法を含むコンピュータプログラムが格納されている。記憶部５４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。

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既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、接地解析や転動解析、あるいは本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法を実現できるものであってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（Operating System）や周辺機器などのハードウェアを含むものとする。

処理部５２は、モデル作成部５２ａと、モデル領域設定部５２ｂと、第１解析部５２ｃと、剛体設定部５２ｄと、第２解析部５２ｅと、を含む。モデル作成部５２ａは、解析対象のタイヤを、複数の節点を有する複数の要素に分割して、解析に供する解析モデルを作成し、記憶部５４に保存する。なお、モデル作成部５２ａは、剛性を解析する条件、モデルに基づいて決定される種々の部材をモデル化する。例えば、解析対象のタイヤのモデル（タイヤモデル）や、タイヤに嵌め込むホイールのモデル（ホイールモデル）、タイヤが接触する路面のモデル（路面モデル）を作成する。また、解析対象のタイヤのモデルは、タイヤ全体のモデルを作成する。具体的には、タイヤの路面接触時の剛性を検出する場合も、タイヤの接触領域、例えばタイヤトレッド部のブロックだけではなく、接触していない領域の部分も備えるモデルを作成する。

モデル領域設定部５２ｂは、モデル作成部５２ａで作成したタイヤモデルを、解析対象とする領域と、その他の領域と、に分ける境界を設定する。なお、モデル領域設定部５２ｂが設定する境界は、作成された解析モデルに対してユーザが操作を入力することで決定しても、予め設定された条件に基づいて決定してもよい。

第１解析部５２ｃは、モデル作成部５２ａが作成した解析モデルを記憶部５４から読み出し、所定の条件の下で変形解析を実行する。なお、変形解析としては、作成したタイヤモデルが変形する種々の要因の変形解析が対象となる。具体的には、第１解析部５２ｃは、タイヤを路面に接触させることで発生する変形を解析したり、タイヤをインフレートさせることで発生する変形を解析したり、タイヤをホイールに装着させることで発生する変形を解析したりする。

剛体設定部５２ｄは、モデル領域設定部５２ｂで設定した領域に基づいて、第１解析部５２ｃで変形解析した解析モデルのタイヤモデルのその他の領域の少なくとも一部を略剛体として設定する。つまり、剛体設定部５２ｄは、第１解析部５２ｃで算出した形状のタイヤモデルを対象として、その他の領域の少なくとも一部の弾性体を剛体に置き換える処理を行う。ここで、剛体設定部５２ｄは、タイヤモデルの解析対象となる領域とその他の領域との境界線を少なくとも含む領域を剛体に置き換える。なお、タイヤモデルの所定の領域を略剛体に変換する方法としては、弾性率をゴム材料に対して非常に高いものに変更する処置、該当する節点集合の相対変位が変わらないようにする処理等が例示される。

第２解析部５２ｅは、第１解析部５２ｃで算出された変形後の形状であり、かつ、剛体設定部５２ｄで少なくとも一部が剛体に置き換えられたタイヤモデルを含む解析モデルを解析して、解析対象の領域の剛性を算出する。具体的には、第２解析部５２ｅは、解析モデルのタイヤモデルに相対変位および外力を与え、その状態でタイヤモデルの各要素に発生する反力および変位を算出する。その後、算出した各要素に発生する反力および変位に基づいて解析対象の領域の剛性を算出する。

なお、モデル作成部５２ａとモデル領域設定部５２ｂと第１解析部５２ｃと、剛体設定部５２ｄと第２解析部５２ｅとは、解析モデルや条件や解析結果を算出、毛低したら、決定した各結果を記憶部５４の所定領域に格納する。また、各部は、記憶部５４に格納された各結果を用いて、解析、作成を実行する。

処理部５２は、例えば、メモリおよびＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されている。解析時においては、モデル作成部５２ａが作成した解析モデルや入力データ等に基づいて、処理部５２が前記プログラムを処理部５２に組み込まれたメモリに読み込んで演算する。その際に処理部５２は、記憶部５４へ演算途中の数値を適宜格納し、また記憶部５４へ格納した数値を取り出して演算を進める。なお、この処理部５２は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアによって、その機能を実現するものであってもよい。

表示手段５５は、例えば、液晶表示装置等の表示用デバイスである。記憶部５４は、他の装置（例えばデータベースサーバ）内にあってもよい。例えば、解析装置５０は、入出力装置５１を備えた端末装置から通信により処理部５２や記憶部５４にアクセスするものであってもよい。次に、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法を説明する。なお、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法は、上述した解析装置５０により実現できる。

次に、図３から図５を用いて本実施形態のシミュレーション方法についてより詳細に説明する。図３は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の手順を示すフローチャートである。図４は、解析モデルに含まれるタイヤモデルの一例を示す部分斜視図である。図５は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の手順を模式的に示す説明図である。なお、図３から５に示すシミュレーション方法は、上述した処理部５２の各部で処理を実行することで実現される。また、処理部５２は、記憶部５４に記憶されたプログラムや条件、入力手段５３で検出した入力を用いて各処理を実行する。また、図３から図５に示すシミュレーション方法は、タイヤを路面に接地（接触）させた場合のタイヤの接触領域の剛性を解析する例である。

まず、図２に示す解析装置５０の処理部５２は、ステップＳ１２として、モデル作成部５２ａにより解析モデルを作成する。モデル作成部５２ａは、作成した解析モデルを記憶部５４の所定領域に保存する。具体的には、解析対象であるタイヤのモデルを含む解析モデルを作成する。ここで、解析モデルは、有限要素法（Finite Element Method：ＦＥＭ）や有限差分法（Finite Differences Method：ＦＤＭ）等の数値解析手法を用いてコンピュータが変形解析および剛性解析を実行するために用いるモデルであって、コンピュータで解析可能である。解析モデルは、数学的モデルや数学的離散化モデルを含む。ステップＳ１２で作成される解析モデルのうちタイヤモデルは、図４に示すタイヤモデル６２である。なお、図４に示すようにタイヤモデル６２は、外周面にタイヤトレッド部７２が形成されている。上述したように、タイヤトレッド部７２は、走行時に路面と接触する面であり、本実施形態では、主溝および横溝により複数に分割された複数のブロックが形成されている。本実施形態では、解析モデルの解析に有限要素法を使用するので、解析モデルは、有限要素法に基づいて作成される。

本実施形態に係る解析に適用できる解析手法は有限要素法に限られず、有限差分法や境界要素法（Boundary Element Method：ＢＥＭ）等の解析手法も使用できる。また、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もできる。なお、有限要素法は、構造解析に適した解析手法なので、特にタイヤのような構造体に対して好適である。

モデル作成部５２ａは、例えば、解析対象のタイヤのＣＡＤ（Computer Aided Design）用のデータから、解析モデルを作成する。有限要素法に基づいて解析モデルが作成される場合、モデル作成部５２ａは、ＣＡＤ用データによって特定されるタイヤを、複数かつ有限個の要素に分割して、解析モデル１０を作成する。本実施形態では、解析モデルのタイヤモデルを、それぞれ３次元形状の解析モデルとして作成する。

解析モデルが有する要素は、例えば、３次元の解析モデルで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、面要素等、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要素は、解析の過程においては、３次元の解析モデルでは３次元座標や円筒座標を用いて逐一特定される。

解析装置５０の処理部５２は、ステップＳ１２で解析モデルを作成したら、ステップＳ１４として、モデル領域設定部５２ｂによりタイヤモデルを剛性評価する第１領域と、それ以外の第２領域とに分割する。つまり、モデル領域設定部５２ｂは、作成した解析モデルのタイヤモデルを解析対象の領域と、その他の領域とに分ける。具体的に、タイヤモデルの接地領域およびその近傍を第１領域とし、タイヤモデルのその他の領域を第２領域として、第１領域と第２領域の境界を設定する。モデル領域設定部５２ｂは、設定した境界の情報を記憶部５４の所定領域に保存する。

解析装置５０の処理部５２は、ステップＳ１４でタイヤモデルを第１領域と第２領域とに分割したら、ステップＳ１６として、第１解析部５２ｃによりタイヤモデルを路面モデルに接地させ、変形計算（変形解析）を行う。つまり、第１解析部５２ｃは、タイヤモデルが路面モデルに接地した場合にタイヤモデルに発生する変形を計算する、つまり接地解析を行う。なお、接地圧等の接地条件は予め設定されている。第１解析部５２ｃは、解析結果（各節点の座標や物理量等）を記憶部５４の所定領域に保存する。接地解析とは、タイヤモデルと路面との動的、又は静的な接触状態において、少なくともタイヤモデルの変形やひずみ、あるいは応力の状態を解析するものである。

解析装置５０の処理部５２は、ステップＳ１６で接地状態の変形計算を行ったら、ステップＳ１８として剛体設定部５２ｄにより第１領域と第２領域との境界を含む部分を略剛体化する。つまり、剛体設定部５２ｄは、第１解析部５２ｃで算出した接地により変形したタイヤモデルの一部を、モデル領域設定部５２ｂで設定した領域および境界の情報に基づいて略剛体化する。具体的には、タイヤモデルのうち、第１領域に含まれず、かつ、少なくとも第１領域と第２領域との境界を含む領域を略剛体に置換する。

解析装置５０の処理部５２は、ステップＳ１８で少なくとも境界を含む領域を略剛体としたら、ステップＳ２０として、第２解析部５２ｅにより解析処理を行う。具体的には、第２解析部５２ｅは、ステップＳ１８で一部を略剛体としたタイヤモデルに相対変位・外力を付与し、相対変位・外力を付与することで、発生するタイヤモデルの各部（第１領域の各部）の反力・変位を算出する。第２解析部５２ｅは、算出したタイヤモデルの各部の反力・変位に基づいて各部の剛性を算出する。解析装置５０の処理部５２は、解析処理を行い、剛性を算出したら、本処理を終了する。

以下、図５を用いてシミュレーション方法による解析モデルの遷移状態を説明する。処理部５２は、タイヤモデル６２と路面モデル６４とを含む解析モデル６０ａを作成する。タイヤモデル６２は、タイヤの全体（全周）を模したモデルであり、路面と接触する領域であるタイヤトレッド部７２（単に「トレッド部」ともいう。）と、タイヤトレッド部７２よりもタイヤ径方向内側の領域であるタイヤサイド部（単に「サイド部」ともいう。）７４と、を有する。

処理部５２は、解析モデル６０ａに示すように、解析対象の領域を特定し、タイヤモデルを解析対象の領域（第１領域）と、その他の領域（第２領域）とに分ける。ここで、図５に示す例は、タイヤトレッド部７２の接地領域の剛性を算出する場合の例である。処理部５２は、タイヤトレッド部７２を、路面モデル６４と接触する部分とその周辺部分とを含む領域７６と、それ以外の領域（路面モデル６４から離れている領域）７８と、に分ける。また、サイド部７４は、全ての領域が解析対象ではない領域となる。処理部５２は、以上のようにしてタイヤモデル６２を解析対象の第１領域である領域７６と第２領域である領域７８およびサイド部７４とに分ける。なお、処理部５２は、領域７６と領域７８との間および領域７６とサイド部７４との間に境界を設けることで、領域７６とその他の領域とを分ける。

処理部５２は、解析対象の領域を特定し、当該領域とその他の領域とを境界で分けたら、解析モデル６０ｂに示すように、タイヤモデル６２を路面モデル６４に接地させた状態とし、路面モデル６４に接触したタイヤモデル６２の変形計算を行う。なお、タイヤモデル６２は、領域７６の一部が路面モデル６４と接触している。

処理部５２は、接触解析を行ったら、解析モデル６０ｃに示すように、接触解析を行ったタイヤモデル６２を、第１領域８２と第２領域８４とに分け、第２領域８４を略剛体とする。なお、第１領域８２の設定は変更しない。ここで、第１領域８２は、タイヤトレッド部７２でありゴム等で構成されているため弾性体となる。

処理部５２は、第２領域８４を略剛体としたら、解析モデル６０ｄに示すように、路面モデル６４に変位８６を与え、タイヤモデル６２と路面モデル６４の相対位置を変化させ、その際に、第１領域８２の各部に生じる反力および変位を算出する。その後、処理部５２は、算出した第１領域８２の反力および変位に基づいて、第１領域８２の各部の剛性を算出する。なお、処理部５２は、種々の単位で剛性を算出することができ、例えば、第１領域８２の要素毎、一定要素単位、タイヤトレッド部のブロック単位、第１領域８２全体を、算出の単位として剛性を算出することができる。また、剛性は、例えば変位と力の関係から算出することができる。

解析装置５０は、本実施形態のシミュレーション方法により第１領域８２を弾性体のままとしつつ、第２領域８４を略剛性とすることで、解析対象の第１領域８２の剛性を適切に評価することができる。つまり、第２領域を略剛体とすることで、剛性算出時に第２領域に変形、反力が生じることを抑制できるため、第１領域８２の剛性を適切に算出することができる。

なお、図５に示す実施形態では、第２領域８４の全域を剛体としたが、少なくとも第１領域と第２領域との境界を略剛体とすればよい。つまり、第１領域と第２領域との境界を含み、かつ、第１領域を含まない領域を剛体とすればよい。このように少なくとも境界を剛体とすることで、第１領域の剛性を的確に算出することができる。つまり、第１領域と第２領域との境界を略剛体とすることで、第２領域の剛性が第１領域に影響することを抑制することができ、第１領域の剛性を的確に算出することができる。

解析装置５０は、本実施形態のシミュレーション方法によりタイヤモデルの変形を算出した後に少なくとも境界を含む領域を剛体とすることで、解析対象である第１領域をより的確な形状とした後に、剛性を算出することができる。例えば、第１領域のみをモデル化して剛性を解析する場合は、第１領域以外の領域から受ける影響を加味することなく、形状を算出することになるため、実際の形状とは異なる形状となる恐れがある。これに対して、解析装置５０は、変形計算をした後に境界を含む所定領域を剛体とすることで、解析対象の条件の場合の第１領域の形状をより正確に算出することができる。第１領域をより正確な形状にできるため、計測条件に対応した第１領域の剛性をより正確に算出することができる。

また、解析装置５０は、上記実施形態のように、第２領域の全域を略剛体とすることが好ましい。第２領域の全域を略剛体とすることで、剛性の算出時の計算対象を第１領域のみとすることができる。これにより、計算量をより少なくすることができる。また、解析装置５０は、剛性の計算時は、第１領域のみを計算の対象としてもよい。

また、解析装置５０は、少なくとも境界を含む領域を略剛体とする方法としては、種々の方法を用いることができるが、力を与えてタイヤモデルを変形させ、弾性率を変えて略剛体にする場合、力を変位に換算して、変位を与える処理を行うことが好ましい。これにより、変形させたタイヤの変形状態が剛性算出時に変形することを抑制することができる。

また、上記実施形態では、タイヤモデルの全体を変形解析の対象としたがこれにも限定されない。解析装置５０は、第２領域の少なくとも一部と、第１領域とを対象として変形解析を行えばよい。このように、解析装置５０は、タイヤの一部を変形させても、タイヤの全体を変形させてもよい。

また、第１領域であり、かつ、路面モデルと接触領域の少なくとも一部に摩擦係数を設定する（摩擦係数を０より大きくする）ことが好ましい。これにより剛性を適切に算出することができる。なお、摩擦係数を設定する領域は、第１領域の全体でも、一部でもよい。また、第２領域は、摩擦係数を設定しない（摩擦係数を０）とすることで、解析対象から外すことができる。

また、図５に示す例のように、第１領域にタイヤトレッド部の接地領域を含むことで、接地したタイヤのパターン剛性を知ることができる。なお、タイヤトレッド部の第２領域に含まれる領域７８は、タイヤトレッド部の第１領域に含まれる領域７６よりも簡略化したモデル化をしてもよい。これにより計算量を低減することができる。また、第２領域のタイヤトレッド部を簡略化した場合も第１領域の変形計算は、高精度に実行することができる。また、タイヤトレッド部は周方向主溝のみをモデル化してもよく、詳細なパターンをモデル化してもよい。

また、図５に示す例では、剛性の算出時に付与する相対変位を一方向の変位としたが、相対変位の方向は複数あってもよい。また、図５に示す例では、相対変位を付与して剛性を算出したが、剛性の算出方法はこれに限定されない。例えば、タイヤモデルの外力を付与して、その際の反力、変位を算出し、その結果に基づいて剛性を算出してもよい。

また、路面モデルは、平板のモデルに限定されない。路面モデルは、凹凸を有してもよく、ドラム形状を模した形状でもよい。また、タイヤモデルと路面モデルと変形解析時および剛性の解析時の摩擦条件は、固着とする設定でも、摩擦係数としてクーロン摩擦あるいは圧力やすべり依存を有する設定としてもよい。また、剛性の解析時は、剛性を評価しない部分、つまり、第２領域については、摩擦を考慮しなくてもよい。

また、図５に示す例では、解析モデルをタイヤモデルと路面モデルとを含む構成としたが、これに限定されない。例えば、ホイールモデルを設け、タイヤモデルとホイールモデルとを組み合わせた構成としてもよい。なお、タイヤモデルとホイールモデルと組み合わせる前は、変形解析として、接地変形の前にタイヤモデルとホイールモデルの嵌合による変形計算、タイヤのインフレートによる変形計算を行ってもよい。このように、タイヤモデルとホイールモデルの嵌合や、タイヤのインフレートに基づく変形を考慮することで、剛性の解析時のタイヤモデルの解析対象の領域の形状をより正確な形状とすることができる。

なお、上記実施形態では、タイヤトレッド部の接地領域を第１領域としたが、本発明はこれに限定されない。第１領域としてはタイヤの種々の部分を設定することができる。例えば、タイヤのタイヤトレッド部全体を第１領域としてもよいし、タイヤのサイド部の全部または一部を第１領域としてもよい。また、上記実施形態ではタイヤをタイヤトレッド部とサイド部の２つに分けた場合としたが、タイヤの領域の分割方法は特に限定されず剛性の解析の用途等に応じて適宜領域を設定すればよい。また、タイヤ幅方向の領域によって、第１領域と第２領域を分けておよい。例えば、タイヤトレッド部の接地領域のうち、センター側のブロックのみを第１領域（剛性を算出する部分）としてもよいし、ショルダー部のブロックのみを第１領域としてもよい。また、リブごとの第１領域か否かを設定しても、パターンを構成する一部の要素毎に第１領域か否かを設定してもよい。

次に、図６を用いて、シミュレーション方法の他の実施形態について説明する。ここで、図６は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の手順を模式的に示す説明図である。なお、図６に示すシミュレーション方法は、タイヤサイド部を第１領域とした場合の実施形態である。まず、処理部５２は、タイヤモデル１０４と路面モデル１０６とホイールモデル１０８とを含む解析モデル１０２ａを作成する。タイヤモデル１０４は、タイヤの全体（全周）を模したモデルであり、路面と接触する領域であるタイヤトレッド部１１０と、タイヤトレッド部１１０よりもタイヤ径方向内側の領域であるタイヤサイド部１１２と、径方向内側の端部でありホイールモデル１０８と接触するリム接触部１１４と、を有する。つまりタイヤモデルは、タイヤ径方向外側から内側にタイヤトレッド部１１０、タイヤサイド部１１２、リム接触部１１４の順で形成されている。またリム接触部１１４がホイールモデル１０８と接触する。また、解析モデル１０２ａは、タイヤモデル１０４とホイールモデル１０８とのタイヤ径方向の中心を参照点１１６とする。

処理部５２は、解析モデル１０２ａに示すように、解析対象の領域を特定し、タイヤモデルを解析対象の領域（第１領域）と、その他の領域（第２領域）とに分ける。ここで、図５に示す実施形態は、タイヤトレッド部１１０のタイヤサイド部１１２の剛性を算出する場合の実施形態である。処理部５２は、タイヤサイド部１１２を解析対照の領域と設定し、タイヤトレッド部１１０とリム接触部１１４とを解析対象ではない領域と設定する。処理部５２は、以上のようにしてタイヤモデル１０４を解析対象の第１領域であるタイヤサイド部１１２と第２領域であるタイヤトレッド部１１０及びリム接触部１１４とに分ける。なお、処理部５２は、タイヤトレッド部１１０とタイヤサイド部１１２の間およびタイヤサイド部１１２とリム接触部１１４との間に境界を設けることで、タイヤサイド部１１２とその他の領域とを分ける。

処理部５２は、解析対象の領域を特定し、当該領域とその他の領域とを境界で分けたら、解析モデル１０２ｂに示すように、タイヤモデル１０４を路面モデル１０６に接地させた状態とし、路面モデル１０６に接触したタイヤモデル１０４の変形計算を行う。また、処理部５２は、路面モデル１０６に接触したタイヤモデル１０４の変形計算を行う前に、タイヤモデル１０４とホイールモデルの嵌合により生じる変形計算や、タイヤモデル１０４をインフレートさせた場合に生じる変形計算を行ってもよい。

処理部５２は、接触解析を行ったら、解析モデル１０２ｃに示すように、接触解析を行ったタイヤモデル１０４を、第１領域と第２領域とに分け、第１領域と第２領域との境界を略剛体とする。なお、第１領域の設定は変更しない。ここで、本実施形態では、処理部５２は、タイヤサイド部１１２が第１領域をとし、その他の領域を第２領域とする。また、処理部５２は、タイヤトレッド部１１０のうち、タイヤサイド部１１２との境界を含む領域１２０を略剛体とし、リム接触部１１４の全域を含む領域１２２を略剛体とする。なお、第１領域は、タイヤサイド部１１２でありゴム等で構成されているため弾性体となる。

処理部５２は、領域１２０と領域１２２とを略剛体としたら、解析モデル１０２ｄに示すように、タイヤモデル１０４の参照点１１６に対して変位１２６を与え、タイヤモデル１０４とホイールモデル１０８との相対位置を変化させ、その際に、第１領域（タイヤサイド部１１２）の各部に生じる反力および変位を算出する。その後、処理部５２は、算出した第１領域の反力および変位に基づいて、第１領域の各部の剛性を算出する。

解析装置５０は、図６に示すように、タイヤが路面に接地した状態のおけるタイヤサイド部の剛性を算出することもできる。この場合も、タイヤモデルの変形計算を行った後に、第１領域と第２領域の境界である領域１２０と領域１２２とを略剛体とすることで、第１領域であるタイヤサイド部の剛性をより高い精度で解析することができる。

なお、図６に示す実施形態では、第２領域のうち、境界を含む一部のみを略剛体としたが、全域を剛体としてもよい。

次に、図７および図８を用いて、シミュレーション方法の他の実施形態について説明する。ここで、図７は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の手順を示すフローチャートである。図８は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の手順を模式的に示す説明図である。なお、図７および図８に示すシミュレーション方法は、変形計算として路面との接触により生じる変形以外の変形を対象とした場合の実施形態である。

まず、解析装置５０の処理部５２は、ステップＳ３２として、モデル作成部５２ａにより解析モデルを作成する。モデル作成部５２ａは、作成した解析モデルを記憶部５４の所定領域に保存する。解析装置５０の処理部５２は、ステップＳ３２で解析モデルを作成したら、ステップＳ３４として、モデル領域設定部５２ｂによりタイヤモデルを剛性評価する第１領域と、それ以外の第２領域とに分割する。モデル領域設定部５２ｂは、設定した境界の情報を記憶部５４の所定領域に保存する。

解析装置５０の処理部５２は、ステップＳ３４でタイヤモデルを第１領域と第２領域とに分割したら、ステップＳ３６として、第１解析部５２ｃによりタイヤモデルの変形計算（変形解析）を行う。ここで、第１解析部５２ｃは、変形計算として、タイヤモデルをホイールモデルに嵌め込む（嵌合させる）ことで生じる変形や、タイヤモデルをインフレートさせることで生じる変形を計算する。第１解析部５２ｃは、解析結果（各節点の座標や物理量等）を記憶部５４の所定領域に保存する。

解析装置５０の処理部５２は、ステップＳ３６で変形計算を行ったら、ステップＳ３８として剛体設定部５２ｄにより第１領域と第２領域との境界を含む部分を略剛体化する。つまり、剛体設定部５２ｄは、第１解析部５２ｃで算出した接地により変形したタイヤモデルの一部を、モデル領域設定部５２ｂで設定した領域および境界の情報に基づいて略剛体化する。

解析装置５０の処理部５２は、ステップＳ３８で少なくとも境界を含む領域を略剛体としたら、ステップＳ２０として、第２解析部５２ｅにより解析処理を行う。具体的には、第２解析部５２ｅは、ステップＳ３８で一部を略剛体としたタイヤモデルに相対変位・外力を付与し、相対変位・外力を付与することで、発生するタイヤモデルの各部（第１領域の各部）の反力・変位を算出する。第２解析部５２ｅは、算出したタイヤモデルの各部の反力・変位に基づいて各部の剛性を算出する。解析装置５０の処理部５２は、解析処理を行い、剛性を算出したら、本処理を終了する。

以下、図８を用いてシミュレーション方法による解析モデルの遷移状態を説明する。まず、処理部５２は、タイヤモデル１３４とホイールモデル１３６とを含む解析モデル１３２ａを作成する。タイヤモデル１３４は、タイヤの全体（全周）を模したモデルであり、路面と接触する領域であるタイヤトレッド部１４０と、タイヤトレッド部１４０よりもタイヤ径方向内側の領域であるタイヤサイド部１４２と、径方向内側の端部でありホイールモデル１３６と接触するリム接触部１４４と、を有する。つまりタイヤモデルは、タイヤ径方向外側から内側にタイヤトレッド部１４０、タイヤサイド部１４２、リム接触部１４４の順で形成されている。またリム接触部１４４がホイールモデル１３６と接触する。また、解析モデル１３２ａは、タイヤモデル１３４とホイールモデル１３６とのタイヤ径方向の中心を参照点１４６とする。

処理部５２は、解析モデル１３２ａに示すように、解析対象の領域を特定し、タイヤモデルを解析対象の領域（第１領域）と、その他の領域（第２領域）とに分ける。ここで、図８に示す実施形態は、タイヤトレッド部１４０のタイヤサイド部１４２の剛性を算出する場合の実施形態である。処理部５２は、タイヤサイド部１４２を解析対照の領域と設定し、タイヤトレッド部１４０とリム接触部１４４とを解析対象ではない領域と設定する。処理部５２は、以上のようにしてタイヤモデル１３４を解析対象の第１領域であるタイヤサイド部１４２と第２領域であるタイヤトレッド部１４０とリム接触部１４４とに分ける。なお、処理部５２は、タイヤトレッド部１４０とタイヤサイド部１４２の間およびタイヤサイド部１４２とリム接触部１４４との間に境界を設けることで、タイヤサイド部１４２とその他の領域とを分ける。

処理部５２は、解析対象の領域を特定し、当該領域とその他の領域とを境界で分けたら、タイヤモデル１３４の変形計算を行う。タイヤモデル１３４の変形計算としては、タイヤモデル１３４とホイールモデルの嵌合により生じる変形計算や、タイヤモデル１３４をインフレートさせた場合に生じる変形計算等が例示される。タイヤモデル１３４の変形計算を行うことで、タイヤサイド部１４２は、変形したり付与される力が変化したりする。

処理部５２は、変形計算を行ったら、解析モデル１３２ｂに示すように、変形計算を行ったタイヤモデル１３４を、第１領域と第２領域とに分け、第１領域と第２領域との境界を略剛体とする。なお、第１領域の設定は変更しない。ここで、本実施形態では、処理部５２は、タイヤサイド部１４２が第１領域をとし、その他の領域を第２領域とする。また、処理部５２は、タイヤトレッド部１４０のうち、タイヤサイド部１４２との境界を含む領域１５０を略剛体とし、リム接触部１４４の全域を含む領域１５２を略剛体とする。なお、第１領域は、タイヤサイド部１４２でありゴム等で構成されているため弾性体となる。

処理部５２は、領域１５０と領域１５２とを略剛体としたら、解析モデル１３２ｃに示すように、タイヤモデル１３４の参照点１４６に対して変位１５６を与え、タイヤモデル１３４とホイールモデル１３６との相対位置を変化させ、その際に、第１領域（タイヤサイド部１４２）の各部に生じる反力および変位を算出する。その後、処理部５２は、算出した第１領域の反力および変位に基づいて、第１領域の各部の剛性を算出する。

解析装置５０は、図８に示すように、タイヤが路面に接地していない状態のおけるタイヤサイド部の剛性を算出することもできる。このように、接地していない場合であってもタイヤモデルの変形計算で第１領域の形状をより正確に算出したタイヤモデルを用いて剛性の解析を行うことで、より正確な剛性を算出することができる。

次に、図９及び図１０を用いて、第１領域の設定の他の実施形態を説明する。ここで、図９および図１０は、それぞれタイヤの解析対象の領域の設定の他の例を示す説明図である。図９および図１０は、タイヤモデルのタイヤトレッド部の幅方向の位置によって、第１領域と第２領域とを分ける場合の実施形態である。また、図９および図１０は、タイヤモデルのタイヤトレッド部のうち、路面モデルと接触する領域を示している。

図９に示すタイヤモデル２００は、タイヤトレッド部の接触領域が、陸部（ブロック部）２１０、２１２、２１４、２１６と、溝２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃと、で構成されている。ここで、溝２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃは、タイヤ周方向に延在する凹部であり、タイヤトレッド部の陸部を複数のブロックに分割している。陸部２１０は、タイヤ幅方向の一方の端部に配置されたブロックであり、タイヤ幅方向において、タイヤ中心側の端面が溝２１８ａと接している。また、陸部２１２は、タイヤ幅方向において、一方の端面が溝２１８ａと接し、他方の端部が溝２１８ｂと接している。このように陸部のうち溝２１８ａと溝２１８ｂとで囲まれた部分が陸部２１２となる。また、陸部２１４は、タイヤ幅方向において、一方の端面が溝２１８ｂと接し、他方の端部が溝２１８ｃと接している。このように陸部のうち溝２１８ｂと溝２１８ｃとで囲まれた部分が陸部２１４となる。陸部２１６は、タイヤ幅方向の他方の端部に配置されたブロックであり、タイヤ幅方向において、タイヤ中心側の端面が溝２１８ｃと接している。このようにタイヤモデル２００は、接触領域の陸部が陸部２１０、２１２、２１４、２１６の４つの陸部で構成される。

このように陸部が複数のブロックで構成される場合、解析装置５０は、タイヤモデルの陸部のブロック毎に、解析対象とするか否かを設定することができる。例えば、図９示すタイヤモデル２００のように、陸部２１０と陸部２１６とを第１領域とし、陸部２１２と陸部２１４とを第２領域と設定することができる。また、この場合、陸部２１０と陸部２１６とは、路面モデルとの間の摩擦係数を０より大きい値とし、陸部２１２と陸部２１４とは、路面モデルとの間の摩擦係数を０とする。これにより、第１領域の陸部２１０と陸部２１６との剛性を好適に算出することができる。

また、解析装置５０は、図１０に示すタイヤモデル２００ａのように、陸部２１２と陸部２１４とを第１領域とし、陸部２１０と陸部２１６とを第２領域と設定することもできる。なお、タイヤモデル２００ａは、第１領域および第２領域の設定がことなるのみで、モデルの形状は、タイヤモデル２００と同様である。また、この場合、陸部２１２と陸部２１４とは、路面モデルとの間の摩擦係数を０より大きい値とし、陸部２１０と陸部２１６とは、路面モデルとの間の摩擦係数を０とする。これにより、第１領域の陸部２１２と陸部２１４との剛性を好適に算出することができる。

このように、タイヤ幅方向の位置に応じて領域および境界を設定することで、より目的に応じた解析を効率よく行うことができる。例えば、タイヤ幅方向の特定の位置（特定のブロック）の剛性のみを知りたい場合は、そのブロックのみを第１領域とし、その他の領域を第２領域とすることで、当該ブロックの剛性を解析することができる。また、剛性解析時に第１領域の解析に必要な部分以外の第２の領域の要素については解析を実行しないことで、計算量も少なくすることができる。

ここで、解析装置５０は、タイヤトレッド部の摩耗による形状変化や経時変化による弾性率の変化を考慮したモデルを複数作成し計算することが好ましい。このように、複数のモデルを計算し、それぞれのモデルの剛性を算出することで、対象領域のタイヤトレッド部の剛性をより適切に実際の使用に則して評価することができる。

また、解析装置５０は、タイヤと路面とが接触する相対位置が異なる条件で変形計算を行った２つ以上の解析モデルを用いて、第１領域の剛性を算出することが好ましい。これにより、解析モデルの第１領域の剛性をより正確に算出することができる。例えば、タイヤが周方向の主溝以外の溝を有する場合、接地形状と溝位置の関係によって接地面の絵柄が変わり、タイヤトレッド部の剛性は変化する。このような場合に、タイヤと路面との相対位置を変化させた（タイヤトレッド部のパターンの長さより短い距離分相対位置を変化させた）複数の解析モデルを作成し、それぞれの解析モデルを比較した結果に基づいて、当該第１領域の剛性を算出することでより正確な剛性を算出することができる。解析装置５０は、このように複数の解析モデルを用いる場合、複数の解析モデルのそれぞれについて変形計算を行い、その変形計算した結果に基づいて、解析モデルの変形状態を決定し、その決定した形状の解析モデルを用いて、剛性を算出すればよい。なお、２つ以上のタイヤ接地計算の結果は、平均、最大最小の幅、分散などを用いることができる。平均を用いることで、接地面のタイヤトレッド部の絵柄による影響を除いた剛性を知ることができる。また、最大最小の幅ないし分散を用いれば、接地面でのトレッド面の絵柄の変化による剛性変化を知ることができる。また、解析装置５０は、作成したそれぞれの解析モデルについての剛性を算出し、算出した剛性を比較して、第１領域の剛性を算出してもよい。つまり、基準となる解析モデルを作成し、その解析モデルから一部の条件、例えば相対位置等を変更した解析モデルも作成し、それぞれの解析モデルについて剛性を算出し、算出した剛性に基づいて基準とした解析モデルの剛性を算出することが好ましい。

また、解析装置は、剛性の解析として、算出した第１領域の剛性に基づいて、接地域の接触接線方向の物理量の分布を取得し、物理量の分布から、接地域内の複数の部分の寄与を算出することが好ましい。これにより、部分ごとに計算を繰り返さなくても、接地域内全体としての特性を求める計算を行うだけで、部分ごとを評価することができる。なお、接触接線方向の物理量としては、接触接線力、接触せん断力、接触せん断応力などが挙げられる。また、物理量の分布は、タイヤトレッド部の画像に重ねて表示することが好ましい。これにより、視覚的に寄与を見ることができる。

（評価例）
次に、図１１Ａから図１１Ｄおよび図１２を用いて、本実施形態のシミュレーション方法を実行した評価例について説明する。ここで、図１１Ａから図１１Ｄは、それぞれ本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の解析結果の一例を示す説明図である。また、図１２は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の解析結果の一例を示す説明図である。サイズが２１５／５５Ｒ１７、空気圧２３０ｋＰａのタイヤモデルと、路面モデルの解析モデルを用いて、図３から図５に係るタイヤのシミュレーション方法を実行した。図１１Ａから図１１Ｄに示すように、タイヤモデルは、解析結果２４２、２４４、２４６、２４８に示すようにタイヤのトレッド部に周方向に延在する主溝２５２が形成され、これにより接地面が分断された複数の陸部２５４となっている。この陸部２５４は、タイヤ幅方向に延在する横溝２５６により分断されている。これにより陸部２５４は、周方向に列状に配置された複数のブロック部２５８で構成される。タイヤモデルに負荷する荷重は、４．５ｋＮとし、タイヤモデルと路面モデルとの摩擦係数は、１．０のクーロン摩擦とした。さらに、タイヤモデルのベルトより内側の節点の相対変位を拘束することで、第１領域と第２領域との境界を含む領域を略剛体化した。また、剛性の解析は、入力として路面モデルをタイヤモデルに対してタイヤ周方向に１ｍｍ変位させ、その際にタイヤモデルから路面モデルに生じる反力を出力として検出した。また、剛性は、路面の反力／路面に与えた変位（単位はＮ／ｍｍ）で算出した。

また、本評価例では、基準とする接地位置、基準からタイヤモデルと路面モデルとの相対位置をタイヤ周方向に１／４ピッチ分ずらした接地位置、基準からタイヤモデルと路面モデルとの相対位置をタイヤ周方向に２／４（１／２）ピッチ分ずらした接地位置、基準からタイヤモデルと路面モデルとの相対位置をタイヤ周方向に３／４ピッチ分ずらした接地位置の４つの場合について剛性を解析した。なお、ピッチとは、タイヤトレッド部に形成されるブロックの繰り返し単位の１つ分の長さである。解析結果を図１１Ａから図１１Ｄに示す。なお、図１１Ａには、基準位置の解析結果２４２、図１１Ｂは、１／４ピッチずらした位置の解析結果２４４、図１１Ｃは、１／２ピッチずらした位置の解析結果２４６、図１１Ｄには、３／４ピッチずらした位置の解析結果２４８を示す。また、図１１Ａから図１１Ｄに示す解析結果２４２、２４４、２４６、２４８では、各部で検出された剛性を色によって示している。

図１１Ａから図１１Ｄに示すように、本実施形態のシミュレーション方法によれば、路面モデルとタイヤモデルとの接触位置によって、検査される剛性が異なることがわかる。
具体的には、図１１Ａに示す解析結果２４２から算出されたブロック部の剛性は１３１３．５Ｎ／ｍｍであり、図１１Ｂに示す解析結果２４４から算出されたブロック部の剛性は１３２８．７Ｎ／ｍｍであり、図１１Ｃに示す解析結果２４６から算出されたブロック部の剛性は１３３４．７Ｎ／ｍｍであり、図１１Ｄに示す解析結果２４８から算出されたブロック部の剛性は１３２０．４Ｎ／ｍｍである。また、４つの解析結果２４２、２４４、２４６、２４８から算出されたブロック部の剛性の平均値は、１３２４．３Ｎ／ｍｍである。以上より、タイヤモデルの変形計算（接地解析）を行い、タイヤモデルを変形させ、その形状に基づいて剛性を解析することで、より正確な剛性を算出できることがわかる。

また、解析した結果に基づいて、タイヤ周方向の接触せん断応力の分布を算出した結果を図１２に示す。図１２の解析結果２８０に示すように、本実施形態のシミュレーション方法を用いることで、タイヤ周方向の接触せん断応力の分布も好適に算出することができる。

１ タイヤ
５０ 解析装置
５１ 入出力装置
５２ 処理部
５２ａ モデル作成部
５２ｂ モデル領域設定部
５２ｃ 第１解析部
５２ｄ 剛体設定部
５２ｅ 第２解析部
５４ 記憶部
６０ 解析モデル
６２ タイヤモデル
６４ 路面モデル
７２ タイヤトレッド部
７４ タイヤサイド部
７６、７８ 領域
８２ 第１領域
８４ 第２領域

Claims (8)

1. コンピュータが、解析対象のタイヤに基づき、前記タイヤのタイヤモデルを少なくとも含む解析モデルを作成するモデル作成ステップと、
   前記コンピュータが、前記解析モデルを、剛性を評価する第１領域と、前記第１領域以外の第２領域との境界を設定する分割ステップと、
   前記コンピュータが、前記解析モデルの変形計算を行う変形計算ステップと、
   前記コンピュータが、前記変形計算ステップの結果に基づいて変形させた前記解析モデルの、少なくとも前記第１領域と前記第２領域との境界を含み、かつ、前記第１領域を含まない領域を実質的に剛体とする剛性設定ステップと、
   前記コンピュータが、剛体設定ステップで変換した前記解析モデルを解析し第１領域の剛性を算出する解析ステップと、を含むことを特徴とするタイヤのシミュレーション方法。
2. 前記解析ステップは、剛体設定ステップで変換した前記解析モデルに強制変位の入力を付与した解析を行い、反力と変位を検出する変位反力算出ステップと、
   前記変位反力算出ステップで算出した結果から第１領域の剛性を算出する剛性算出ステップと、を有することを特徴とする請求項１に記載のタイヤのシミュレーション方法。
3. 前記変形計算ステップは、前記タイヤを路面に接地させた場合に生じる変形を含む変形計算を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤのシミュレーション方法。
4. 前記第１領域は、前記路面に接地する領域のタイヤトレッド部の少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項３に記載のタイヤのシミュレーション方法。
5. 前記タイヤモデルは、前記路面に接触しており、かつ、第１領域に含まれる領域の少なくとも一部に０より大きい摩擦係数が設定されていることを特徴とする請求項４に記載のタイヤのシミュレーション方法。
6. 前記解析ステップは、前記タイヤと前記路面とが接触する相対位置が異なる条件で変形計算を行った２つ以上の解析モデルを用いて前記第１領域の剛性を算出することを特徴とする請求項４または５に記載のタイヤのシミュレーション方法。
7. 前記解析ステップは、算出した第１領域の剛性に基づいて、接地域の接触接線方向の物理量の分布を取得するステップと、
   物理量の分布から、接地域内の複数の部分の寄与を算出するステップを有することを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載のタイヤのシミュレーション方法。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のタイヤのシミュレーション方法をコンピュータに実行させることを特徴とするタイヤのシミュレーション用コンピュータプログラム。

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