JP2012171477A - Tire model making method, tire model making device and tire model making 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ため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 for analyzing tire performance by a finite element method. Regarding creation program.
タイヤ挙動についての解析は、実際に設計・製造したタイヤを計測したり自動車に装着して得た性能試験結果を用いたりしたものから、計算機(コンピュータ)環境の発達にともなって、計算機上でシミュレーションによって実現できるようになってきている。このタイヤ挙動をシミュレーションによって解析する主要な方法としては、有限要素法(FEM)等の数値解析手法が主に用いられている。FEMは、構造体を有限個の要素でモデル化して、コンピュータを用いて構造体の挙動を解析する手法であり、その特徴から構造体を有限個の要素に分割する(以下、メッシュ分割、または要素分割という。)ことが必要である。 The analysis of tire behavior is based on the results of measuring the tires actually designed and manufactured and using the performance test results obtained by mounting them on automobiles. Can now be realized. As a main method for analyzing the tire behavior by simulation, a numerical analysis method such as a finite element method (FEM) is mainly used. FEM is a technique of modeling a structure with a finite number of elements and analyzing the behavior of the structure using a computer, and divides the structure into a finite number of elements from its features (hereinafter referred to as mesh division or Element division).
予測精度の高いタイヤ挙動をシミュレーションするためには、有限個の要素で構成されるシミュレーション用のタイヤモデル(数値データから構成されている)を如何に実際のタイヤ形状と同じように製作するかが重要である。タイヤのビード部についても同様であり、ビード部に関するモデル化手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to simulate tire behavior with high prediction accuracy, how to produce a tire model for simulation (consisting of numerical data) composed of a finite number of elements in the same way as the actual tire shape is important. The same applies to the bead portion of the tire, and a modeling method for the bead portion has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、タイヤをモデル化する場合、ビード部の断面において、ビード部を形成するコード(例えばスチールコード)自体のヤング率を持つ等方性材料でモデル化するのが一般的である。 However, when a tire is modeled, it is general to model with an isotropic material having a Young's modulus of a cord (for example, a steel cord) forming the bead portion itself in the cross section of the bead portion.
また、タイヤのモデル化手法に基づくタイヤ−ホイール組立体の有限要素モデル(FEMモデル)でも、ビード部を形成するコード(例えばスチールコード)自体のヤング率を持つ等方性材料でモデル化するのが一般的である。タイヤのビード部の断面において上記のモデル化を行う場合、実際のビードのような変形を再現することは困難である。このため、荷重をかけてタイヤを路面に押し付けた際、ビード部周辺をはじめとするサイド部の変形が実タイヤでの変形と合致せず、高精度のシミュレーションができない場合がある。 Also, a tire-wheel assembly finite element model (FEM model) based on a tire modeling method is modeled with an isotropic material having a Young's modulus of a cord (for example, a steel cord) forming a bead portion itself. Is common. When the above modeling is performed on a cross section of a bead portion of a tire, it is difficult to reproduce a deformation like an actual bead. For this reason, when a tire is pressed against the road surface under a load, the deformation of the side portion including the periphery of the bead portion does not match the deformation of the actual tire, and there is a case where high-precision simulation cannot be performed.
また、ビード部は、数本の金属線が束ねられて構成されていることのが一般的であり、この1本1本の金属線を丁寧に有限要素モデル化することは複雑であるのに加えて、有限要素の要素数を増大させることになり、結果的に計算コスト高(計算時間がかかる)となってしまう。 Further, the bead portion is generally configured by bundling several metal wires, and it is complicated to carefully model each metal wire one by one using a finite element model. In addition, the number of finite elements is increased, resulting in a high calculation cost (a long calculation time).
すなわち、有限要素法を用いたタイヤ−リムの解析においてはビード部分を簡略化して有限要素モデル化するのが一般的であり、その場合、ビードを構成する金属線1本1本を正確にモデル化していないので、解析において実際のビード部が変形している状態と異なった状態がシミュレーションされる場合がある。特に、簡略化したビード部に、ビード部を形成するコード(例えばスチールコード)自体のヤング率を持つ等方性材料でモデル化した有限要素を使用すると、実際のビード部よりも硬くモデル化される傾向にある。そのため、実際のタイヤではビード部がわずかながら変形しているにも関わらず、シミュレーションの結果ではほとんど変形しない結果となる場合があった。 That is, in the tire-rim analysis using the finite element method, it is common to simplify the bead portion and model it as a finite element model. In this case, each metal wire constituting the bead is accurately modeled. Therefore, a state different from the state in which the actual bead portion is deformed may be simulated in the analysis. In particular, if a finite element modeled with an isotropic material having the Young's modulus of the cord forming the bead portion itself (for example, a steel cord) is used for the simplified bead portion, the model is harder than the actual bead portion. It tends to be. For this reason, in the actual tire, although the bead portion is slightly deformed, the result of the simulation may result in almost no deformation.
本発明は、上記事実を鑑みて成されたものであり、有限要素法(FEM)等の数値解析手法によるタイヤの解析において、ビード部の変形計算等の解析を高精度で行う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 in view of the above facts, and in a tire analysis by a numerical analysis method such as a finite element method (FEM), a tire capable of performing analysis such as deformation calculation of a bead portion with high accuracy. It is an object to provide a model creation method, a tire model creation device, and a tire model creation program.
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、断面モデル作成手段が、タイヤの断面を複数の要素に分割した断面モデルを作成するステップと、設定手段が、前記タイヤのビード部全体の断面積と当該ビード部を構成するコードの断面積との比に基づいて、前記ビード部の剛性を設定するステップと、タイヤモデル作成手段が、前記断面モデルを前記タイヤの周方向に展開することにより、前記タイヤを複数の要素に分割したタイヤモデルを作成するステップと、を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the tire model creating method according to the first aspect of the present invention, the step of creating a cross-sectional model in which a cross-sectional model creating unit divides a tire cross-section into a plurality of elements, and the setting unit include: A step of setting the rigidity of the bead portion based on a ratio of a cross-sectional area of the entire bead portion of the tire and a cross-sectional area of a cord constituting the bead portion; Creating a tire model in which the tire is divided into a plurality of elements by developing in a circumferential direction.
この発明によれば、ビード部を構成するコードを1本1本正確にモデル化するのではなく、ビード部全体の断面積と全コードの断面積との比に基づいてビード部の剛性を設定するので、ビード部を簡単にモデル化できると共に、実際のビード部とほぼ等価な引っ張り剛性を有するビード部を含んだタイヤモデルを作成することができる。これにより、タイヤ性能の解析精度を高めることができる。 According to the present invention, the rigidity of the bead portion is set based on the ratio of the cross-sectional area of the entire bead portion to the cross-sectional area of all the cords instead of accurately modeling each cord constituting the bead portion. Thus, the bead portion can be easily modeled, and a tire model including a bead portion having a tensile rigidity substantially equivalent to that of the actual bead portion can be created. Thereby, the analysis precision of tire performance can be raised.
請求項2に記載したように、前記比に前記コードを構成する等方性材料のヤング率を乗算したヤング率を、前記ビード部の剛性として設定するようにしてもよい。 According to a second aspect of the present invention, a Young's modulus obtained by multiplying the ratio by a Young's modulus of an isotropic material constituting the cord may be set as the rigidity of the bead portion.
請求項3記載の発明のタイヤモデル作成装置は、タイヤの断面を複数の要素に分割した断面モデルを作成する断面モデル作成手段と、前記タイヤのビード部全体の断面積と当該ビード部を構成するコードの断面積との比に基づいて、前記ビード部の剛性を設定する設定手段と、前記断面モデルを前記タイヤの周方向に展開することにより、前記タイヤを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手段と、を含むことを特徴とする。 A tire model creating apparatus according to a third aspect of the present invention comprises a section model creating means for creating a section model in which a section of a tire is divided into a plurality of elements, a sectional area of the entire bead portion of the tire, and the bead portion. A tire model in which the tire is divided into a plurality of elements by developing setting means for setting the rigidity of the bead portion based on the ratio to the cross-sectional area of the cord, and developing the cross-sectional model in the circumferential direction of the tire. And a tire model creating means to create.
この発明によれば、ビード部を構成するコードを1本1本正確にモデル化するのではなく、ビード部全体の断面積と全コードの断面積との比に基づいてビード部の剛性を設定するので、ビード部を簡単にモデル化できると共に、実際のビード部とほぼ等価な引っ張り剛性を有するビード部を含んだタイヤモデルを作成することができる。これにより、タイヤ性能の解析精度を高めることができる。 According to the present invention, the rigidity of the bead portion is set based on the ratio of the cross-sectional area of the entire bead portion to the cross-sectional area of all the cords instead of accurately modeling each cord constituting the bead portion. Thus, the bead portion can be easily modeled, and a tire model including a bead portion having a tensile rigidity substantially equivalent to that of the actual bead portion can be created. Thereby, the analysis precision of tire performance can be raised.
請求項4記載の発明のタイヤモデル作成プログラムは、タイヤの断面を複数の要素に分割した断面モデルを作成するステップと、前記タイヤのビード部全体の断面積と当該ビード部を構成するコードの断面積との比に基づいて、前記ビード部の剛性を設定するステップと、前記断面モデルを前記タイヤの周方向に展開することにより、前記タイヤを複数の要素に分割したタイヤモデルを作成するステップと、を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a tire model creation program comprising: a step of creating a cross-sectional model in which a cross section of a tire is divided into a plurality of elements; a cross-sectional area of the entire bead portion of the tire; Setting a rigidity of the bead portion based on a ratio to an area; and creating a tire model in which the tire is divided into a plurality of elements by developing the cross-sectional model in a circumferential direction of the tire; The computer is caused to execute processing including
この発明によれば、ビード部を構成するコードを1本1本正確にモデル化するのではなく、ビード部全体の断面積と全コードの断面積との比に基づいてビード部の剛性を設定するので、ビード部を簡単にモデル化できると共に、実際のビード部とほぼ等価な引っ張り剛性を有するビード部を含んだタイヤモデルを作成することができる。これにより、タイヤ性能の解析精度を高めることができる。 According to the present invention, the rigidity of the bead portion is set based on the ratio of the cross-sectional area of the entire bead portion to the cross-sectional area of all the cords instead of accurately modeling each cord constituting the bead portion. Thus, the bead portion can be easily modeled, and a tire model including a bead portion having a tensile rigidity substantially equivalent to that of the actual bead portion can be created. Thereby, the analysis precision of tire performance can be raised.
本発明によれば、タイヤのビード部の変形計算等の解析を高精度で行うことができる、という効果を有する。 According to the present invention, there is an effect that analysis such as deformation calculation of a bead portion of a tire can be performed with high accuracy.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1には一例として空気入りタイヤのタイヤモデルの作成や性能予測を実施するためのタイヤ性能シミュレーション装置としてのコンピュータの概略が示されている。このコンピュータは、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3次元モデルを作成したり性能を予測したりするコンピュータ12、コンピュータ12による演算結果や各種画面等を表示するディスプレイ14、及びディスプレイ14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を含んで構成されている。
FIG. 1 shows an outline of a computer as a tire performance simulation device for creating a tire model of a pneumatic tire and performing performance prediction as an example. This computer displays a
コンピュータ12は、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)12A、ROM(Read Only Memory)12B、RAM(Random Access Memory)12C、不揮発性メモリ12D、及び入出力インターフェース(I/O)12Eがバス12Fを介して各々接続された構成となっている。
As shown in FIG. 2, the
I/O12Eには、キーボード10、ディスプレイ14、マウス16、ハードディスク18、及び記録媒体としてのCD−ROM20が挿抜可能なCD−ROMドライブ22が接続されている。
Connected to the I /
ハードディスク18には、後述する各種プログラムや、これらの実行に必要な各種パラメータやデータ等が記憶されている。CPU12Aは、ハードディスク18に記憶されたタイヤ性能シミュレーションプログラムを読み込んで実行する。
The
なお、後述する各種プログラム等は、例えばCD−ROMドライブ22を用いてCD−ROM20に対して読み書き可能とすることもできるので、後述する各種プログラムは、予めCD−ROM20に記録しておき、CD−ROMドライブ22を介してCD−ROM20に記録された各種プログラムを読み込んで実行してもよい。また、記録媒体としては、CD−ROMに限らず、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CD−ROMドライブ22に代えて、またはさらにDVD−ROMドライブ、MDドライブ、MOドライブ等を用いればよい。
Note that various programs described later can be read from and written to the CD-
次に、本実施の形態の作用として、コンピュータ12で実行されるプログラムの処理ルーチンについて図3、4に示すフローチャートを参照して説明する。
Next, as an operation of the present embodiment, a processing routine of a program executed by the
まず、ステップ100では、挙動解析の対象となるタイヤの設計案(タイヤ形状、構造、材料など)を定める。例えば、ハードディスク18に、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)等の設計データを記憶しておき、挙動解析の対象となるタイヤの設計データを選択して読み込むことにより、挙動解析の対象となるタイヤを設定することができる。
First, in
なお、ステップ100における設定はタイヤ設計案に限定されるものではなく、現存するタイヤを解析する場合を含む。すなわち、現存するタイヤそのものを対象のモデルとして設定してもよい。
Note that the setting in
次のステップ102では、タイヤ設計案を数値解析上のモデルに落とし込むためのタイヤのタイヤモデルを作成する。このタイヤモデルの作成は、用いる数値解析手法により若干異なる。本実施の形態では数値解析手法として有限要素法(FEM)を用いるものとする。
In the
従って、上記ステップ102で作成するタイヤモデルは、有限要素法(FEM)に対応した要素分割、すなわちメッシュ分割によって複数の要素に分割され、タイヤを数値的・解析的手法に基づいて作成されたコンピュータプログラムヘのインプットデータ形式に数値化したものをいう。この要素分割とはタイヤ、及び路面(後述)等の対象物を小さな幾つかの(有限の)小部分、すなわち要素に分割することをいう。この要素ごとに計算を行い全ての要素について計算した後、全部の要素を足し合わせることにより全体の応答を得ることができる。
Accordingly, the tire model created in
上記ステップ102のタイヤモデルの作成では、図4に示すタイヤモデル作成ルーチンが実行される。
In the creation of the tire model in
まずステップ140では、有限要素法(FEM)に対応した要素分割のタイヤ周方向における分割条件を設定する。タイヤ周方向(回転方向)の分割は、タイヤの回転中心から放射状に分割される。本実施形態では、タイヤ1周を例えば数十個以上の分割数で分割するように設定する。
First, in
ステップ142では、タイヤ径方向断面のモデル(すなわちタイヤ断面データ)を作成する。タイヤ断面データは、例えばタイヤ外形をレーザー形状測定器等で計測した値を用いることができる。また、タイヤ内部の構造は設計図面および実際のタイヤ断面データ等の正確な値を用いることができる。また、タイヤ断面内のゴム、補教材(ベルト、プライ等、鉄・有機繊維等でできた補強コードをシート状に束ねたもの)をそれぞれ有限要素法のモデル化手法に応じてモデル化する。
In
図5には、タイヤの断面モデルの一例を示した。同図に示したタイヤの断面モデルは、1枚のカーカスプライ40、カーカスプライ40の外側に2枚の補強交錯ベルト42A、42B、タイヤのビード部44を備えた構成のタイヤの断面モデルである。
FIG. 5 shows an example of a tire cross-sectional model. The tire cross-sectional model shown in the figure is a cross-sectional model of a tire having a structure in which one
ビード部44は、実際には、1本又は複数本のコード(例えばスチールコードのような金属線)を撚り合わせたものをゴム材料で覆ったものである。
In practice, the
従来、タイヤモデルを作成する際、ビード部44については、その断面全てをビード部44を形成するコード(例えばスチールコード)自体のヤング率を持つ等方性材料でモデル化するのが一般的であった。しかしながら、このような方法でビード部44をモデル化すると、実際のビード部よりも硬くモデル化されてしまい、実タイヤでの変形と合致しない場合があった。
Conventionally, when creating a tire model, the
そこで、本実施形態では、タイヤ断面データを作成する際に、タイヤのビード部44の剛性について、以下のように設定する。
Therefore, in the present embodiment, when creating tire cross-section data, the rigidity of the
本実施形態では、ビード部44の断面における全てのコードのコード断面積と、そのコードを覆うゴム材料を含むビード部44全体のビード部断面積と、の比に基づいて、実際のビード部に近い剛性となるように等方性材料の材料物性(ヤング率)をビード部44の剛性として定義する。
In this embodiment, based on the ratio of the cord cross-sectional area of all cords in the cross section of the
具体的には、図6に示すように、ビード部44を構成するコード46の1本の断面積をA、コード46の本数をn(図6では10本)、ビード部44全体のビード部断面積をS、ビード部断面積に対する全て(図6では10本全て)のコード46のコード断面積の割合をVf、等方性材料としてのコード46のヤング率をEとして、次式によりビード部44のヤング率E1を定義する。なお、これらのパラメータは、タイヤの設計データから取得できる。
Specifically, as shown in FIG. 6, the cross-sectional area of one
E1=Vf×E ・・・(1) E1 = Vf × E (1)
Vf=A×n/S ・・・(2) Vf = A × n / S (2)
なお、ここでビード部44を構成するコード46の断面形状は、円形や楕円形、三角形、四角形、その他の幾何学形状が含まれ、ビード部44を構成できるコードであれば、その形状は特に限定されるものではない。
Here, the cross-sectional shape of the
このように、本実施形態では、ビード部44を構成する複数本のコード46を各々正確にモデル化するのではなく、ビード部44全体の断面積に占めるコード46の断面積の割合にコード46のヤング率を乗算することでビード部44をモデル化する。このため、ビード部44を簡単にモデル化できると共に、実際のビード部とほぼ等価な引っ張り剛性を有するビード部を含んだタイヤモデルを作成することができる。これにより、タイヤ性能の解析精度を高めることができる。
As described above, in the present embodiment, the plurality of
そして、ステップ144では、2次元データであるタイヤ断面データ(タイヤ径方向断面のモデル)を周方向に一周分(360度)展開し、タイヤの3次元(3D)モデルを作成する。このとき、ステップ140で設定した分割数でタイヤ1周分が分割されるようにタイヤ断面データを展開する。このようにして、3次元タイヤモデルが作成される。なお、ここでは3次元タイヤモデルを作成したが、2次元の断面モデルのまま、軸対称の境界条件を設定して、内圧充填計算や荷重負荷計算などの簡単な計算を行ってもよい。
In
上記のようにして作成したタイヤ20の有限要素モデル(解析モデル)を含むタイヤモデルを作成した後には、図3のステップ104へ進み、路面の設定すなわち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104では、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る。路面のモデル化は、路面形状を要素分割してモデル化し、路面の摩擦係数μを選択設定することで路面状態を入力する。例えば、路面状態により乾燥(DRY)、濡れ(WET)、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。
After the tire model including the finite element model (analysis model) of the
なお、流体モデルを作成して、路面とタイヤモデルの間に設けても良い。流体モデルは、タイヤの一部(または全部)および接地面、タイヤが移動・変形する領域を含む流体領域を分割し、モデル化するものである。 A fluid model may be created and provided between the road surface and the tire model. The fluid model divides and models a part (or all) of a tire, a ground contact surface, and a fluid region including a region where the tire moves and deforms.
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106において、境界条件の設定がなされる。この境界条件とは、タイヤモデルに解析上すなわちタイヤの挙動をシミュレートする上で必要なものであり、タイヤモデルに付与する各種条件である。このステップ106の境界条件の設定では、まず、タイヤモデルには内圧を与える。次に、所望の計算条件に応じて、タイヤモデルに回転変位及び直進変位(変位は力、速度でも良い)、予め定めた負荷荷重等を与える。
In this way, when the road surface condition is input, the boundary condition is set in the
次に、ステップ106までに作成・設定した数値モデルをもとに、解析としてのタイヤモデルの変形計算を行う。すなわち、上記ステップ106で境界条件の設定が終了すると、ステップ108へ進み、タイヤモデルの変形計算を行う。このステップ108では、タイヤモデルおよび与えた境界条件より、有限要素法に基づいてタイヤモデルの変形計算を行う。
Next, a deformation calculation of the tire model as an analysis is performed based on the numerical model created and set up to step 106. That is, when the setting of the boundary condition is completed in
次のステップ110では、上述の計算結果を出力する。この計算結果とは、タイヤ変形時の物理量を採用する。具体的には、サイドのたわみ量や接地形状、接地圧分布、タイヤ中心に作用する横力、モーメント、タイヤの上下方向の偏心固有値等である。
In the
なお、計算結果の出力は、タイヤの接地部の形状や接地圧の分布、タイヤ中心に作用する力等の値または分布を可視化することを採用してもよい。これらは計算結果の値や変化量または変化率、力の向き(ベクトル)そして分布から導出することができ、それらをタイヤモデル周辺やパターン周辺と共に線図等で表せば、把握しやすく提示可能な可視化をすることができる。 The calculation result may be output by visualizing the value or distribution of the shape of the contact portion of the tire, the distribution of contact pressure, the force acting on the center of the tire, or the like. These can be derived from the calculation result value, amount or rate of change, force direction (vector), and distribution, and can be presented in an easy-to-understand manner by representing them with a diagram etc. along with the tire model and pattern periphery. Visualization is possible.
このように、本実施形態では、ビード部44を構成する複数本のコード46を各々正確にモデル化するのではなく、ビード部44全体の断面積に占めるコード46の断面積の割合にコード46のヤング率を乗算することでビード部44をモデル化するため、ビード部44を簡単にモデル化できると共に、実際のビード部とほぼ等価な引っ張り剛性を有するビード部を含んだタイヤモデルを作成することができる。これにより、タイヤ性能の解析精度を高めることができる。
As described above, in the present embodiment, the plurality of
(実施例) (Example)
次に、本発明の実施例について説明する。タイヤサイズ195/65R15の乗用車用タイヤに対して、内部空気圧210kPa、キャンバー角0度、スリップアングル0度で垂直荷重4.5kNを負荷し、路面との摩擦係数1.0、速度50km/hの転動解析を行ってタイヤサイド部の変形(表面形状)を計算した結果について、実タイヤの場合と比較した。 Next, examples of the present invention will be described. A passenger tire with a tire size of 195 / 65R15 is loaded with an internal air pressure of 210 kPa, a camber angle of 0 degrees, a slip angle of 0 degrees, a vertical load of 4.5 kN, a friction coefficient of 1.0 with a road surface and a speed of 50 km / h. The result of calculating the deformation (surface shape) of the tire side part by performing rolling analysis was compared with the case of the actual tire.
図7に示すように、計算結果は、実タイヤでのサイド部変形形状と上記実施形態で説明した有限要素法を用いたタイヤモデルによるFEMシミュレーションにより算出したサイド部変形形状との、各表面位置におけるズレ量をΔdiとし、Δdi2を全サイド領域で積算したものをΣΔdi2と定義して、従来例を100とした指数にて比較を行った。なお、ΣΔdi2は実タイヤとの差を示す指標であり、この値が小さいほど計算精度が良いことを示す。 As shown in FIG. 7, the calculation results are the surface positions of the side portion deformation shape in the actual tire and the side portion deformation shape calculated by the FEM simulation using the tire model using the finite element method described in the above embodiment. The amount of deviation at Δ was defined as Δdi, and Δdi 2 integrated over all the side regions was defined as ΣΔdi 2, and comparison was performed using an index with the conventional example as 100. Note that ΣΔdi 2 is an index indicating a difference from the actual tire, and the smaller this value, the better the calculation accuracy.
なお、タイヤは、図5に示したように1枚のカーカスプライ40と、プライの外層側に2枚の補強交錯ベルト42A、42B、ビード部44を備えた構成のタイヤモデルである。これをタイヤ周方向に360度展開して3次元モデルを作成した。
As shown in FIG. 5, the tire is a tire model having a structure in which one
以下に結果を示す。 The results are shown below.
また、「実施例」は、上記実施形態で説明したように、上記(1)、(2)式によりビード部44のヤング率E1を定義したタイヤモデルである。なお、Vfは0.91であった。これより、ビード部44のヤング率E1=Vf×E=0.91×210000=191100[MPa]である。
In addition, as described in the above embodiment, the “example” is a tire model in which the Young's modulus E1 of the
上記表1に示すように、従来例では、ビード部44の断面全てがビード部44を形成するコード46(スチールコード)自体のヤング率を持つ等方性材料でモデル化しているため、実際のビード部よりも硬くモデル化されてしまい、実タイヤとの差が大きく、精度が低い結果となっている。
As shown in Table 1 above, in the conventional example, the entire cross section of the
これに対し、実施例では、大幅にサイド部の変形計算の精度が向上しているのが判る。また、計算時間においても、従来例と実施例とで差がなかった。 On the other hand, in the embodiment, it can be seen that the accuracy of the side portion deformation calculation is greatly improved. Moreover, there was no difference in the calculation time between the conventional example and the example.
以上より、本発明によれば、計算時間には全く影響を及ぼさずに、サイド部の変形計算の精度を向上させることができることが判った。 As described above, according to the present invention, it has been found that the accuracy of the side portion deformation calculation can be improved without affecting the calculation time.
10 キーボード
12 コンピュータ
14 ディスプレイ
16 マウス
18 ハードディスク
20 タイヤ
22 CD−ROMドライブ
10
Claims (4)
設定手段が、前記タイヤのビード部全体の断面積と当該ビード部を構成するコードの断面積との比に基づいて、前記ビード部の剛性を設定するステップと、
タイヤモデル作成手段が、前記断面モデルを前記タイヤの周方向に展開することにより、前記タイヤを複数の要素に分割したタイヤモデルを作成するステップと、
を含むタイヤモデル作成方法。 A step of creating a cross-sectional model in which the cross-section model creating means divides the tire cross-section into a plurality of elements;
A step of setting the rigidity of the bead portion based on a ratio of a cross-sectional area of the entire bead portion of the tire and a cross-sectional area of a cord constituting the bead portion;
A tire model creating means creating the tire model by dividing the tire into a plurality of elements by expanding the cross-sectional model in the circumferential direction of the tire;
Tire model creation method including.
請求項1記載のタイヤモデル作成方法。 The tire model creation method according to claim 1, wherein a Young's modulus obtained by multiplying the ratio by a Young's modulus of an isotropic material constituting the cord is set as the rigidity of the bead portion.
前記タイヤのビード部全体の断面積と当該ビード部を構成するコードの断面積との比に基づいて、前記ビード部の剛性を設定する設定手段と、
前記断面モデルを前記タイヤの周方向に展開することにより、前記タイヤを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手段と、
を含むタイヤモデル作成装置。 A cross-section model creation means for creating a cross-section model in which a tire cross-section is divided into a plurality of elements;
Setting means for setting the rigidity of the bead part based on the ratio of the cross-sectional area of the entire bead part of the tire and the cross-sectional area of the cord constituting the bead part;
Tire model creating means for creating a tire model by dividing the tire into a plurality of elements by developing the cross-sectional model in the circumferential direction of the tire;
Tire model creation device including
前記タイヤのビード部全体の断面積と当該ビード部を構成するコードの断面積との比に基づいて、前記ビード部の剛性を設定するステップと、
前記断面モデルを前記タイヤの周方向に展開することにより、前記タイヤを複数の要素に分割したタイヤモデルを作成するステップと、
を含む処理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。 Creating a cross-sectional model in which a tire cross-section is divided into a plurality of elements;
Setting the rigidity of the bead portion based on the ratio of the cross-sectional area of the entire bead portion of the tire and the cross-sectional area of the cord constituting the bead portion;
Creating a tire model in which the tire is divided into a plurality of elements by developing the cross-sectional model in the circumferential direction of the tire;
Tire model creation program for causing a computer to execute processing including
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