JP2013044718A - Simulation method and simulation apparatus - Google Patents
Simulation method and simulation apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013044718A JP2013044718A JP2011184897A JP2011184897A JP2013044718A JP 2013044718 A JP2013044718 A JP 2013044718A JP 2011184897 A JP2011184897 A JP 2011184897A JP 2011184897 A JP2011184897 A JP 2011184897A JP 2013044718 A JP2013044718 A JP 2013044718A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tire
- layers
- layer
- shell
- simulation method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/82—Elements for improving aerodynamics
Landscapes
- Tires In General (AREA)
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.
従来は、実際に設計・製造したタイヤを計測することや、実際に設計・製造したタイヤを自動車に装着して得た性能試験結果を用いること等を行い、タイヤの挙動についての解析を行っていた。 Conventionally, tire behavior was analyzed by measuring tires that were actually designed and manufactured, and using performance test results obtained by mounting tires that were actually designed and manufactured on automobiles. It was.
しかしながら、近年は、計算機(コンピュータ装置)環境の発達に伴って、計算機上でのシミュレーションによって、タイヤの挙動についての解析を実現できるようになってきている。 However, in recent years, with the development of the computer (computer device) environment, it has become possible to realize the analysis of the behavior of the tire by simulation on the computer.
シミュレーションによってタイヤ挙動を解析する方法としては、主に、有限要素法(FEM:Fenite Element Method)等の数値解析手法が知られている。 As a method for analyzing tire behavior by simulation, a numerical analysis method such as a finite element method (FEM) is mainly known.
FEMは、コンピュータ装置上で、対象構造体を有限個の要素に分割することによって生成されるモデルを用いて対象構造体の挙動を解析する手法であり、対象構造体を有限個の要素に分割すること(すなわち、対象構造体に対してメッシュ分割又は要素分割を行うこと)が必要である。 FEM is a technique for analyzing the behavior of a target structure using a model generated by dividing the target structure into a finite number of elements on a computer device. The target structure is divided into a finite number of elements. (That is, performing mesh division or element division on the target structure) is necessary.
予測精度の高いタイヤの挙動をシミュレーションするためには、タイヤを有限個の要素に分割することによって生成されるタイヤモデル(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生成するかが重要である。 In order to simulate the tire behavior with high prediction accuracy, the tire model (consisting of numerical data) generated by dividing the tire into a finite number of elements can be used in the same way as the actual tire shape. It is important to generate.
ここで、有限要素法のような数値解析手法で用いてタイヤモデルを生成する際には、プライやベルト等のタイヤの骨格部材や補強部材を、かかる部材の物性値(剛性や異方性)を有する膜要素又はシェル要素として定義する方法が知られている(例えば、参考文献1の第9章)。 Here, when generating a tire model using a numerical analysis method such as the finite element method, the skeleton member and the reinforcing member of the tire such as a ply and a belt are set to the physical property values (rigidity and anisotropy) of the member. A method of defining as a membrane element or a shell element having is known (for example, Chapter 9 of Reference 1).
なお、膜要素又はシェル要素は、2次元モデル(2Dモデル)では、線で定義され、3次元モデル(3Dモデル)では、平面で定義される。 The membrane element or the shell element is defined by a line in the two-dimensional model (2D model), and is defined by a plane in the three-dimensional model (3D model).
しかしながら、上述のように、プライやベルト等のタイヤの骨格部材又は補強部材部分を膜要素又はシェル要素として定義する場合、かかる骨格部材又は補強部材の層の数が多いと、要素の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)となってしまうという問題点があった。 However, as described above, when a skeleton member or a reinforcing member portion of a tire such as a ply or a belt is defined as a membrane element or a shell element, if the number of layers of the skeleton member or the reinforcing member is large, the number of elements increases. As a result, there is a problem that the calculation cost is high (calculation time is required).
特に、3次元モデルでは、1層分の要素が増加した場合であっても、計算時間への影響は甚大である。 In particular, in the three-dimensional model, even when the elements for one layer are increased, the influence on the calculation time is significant.
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、プライやベルト等のタイヤの骨格部材又は補強部材部分の層が多い場合であっても、有限要素法(FEM)等の数値解析手法を用いたタイヤの挙動の解析を短時間で高精度に実施することを可能とす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-mentioned problems, and numerical values such as the finite element method (FEM) can be used even when there are many layers of a skeleton member or a reinforcing member portion of a tire such as a ply or a belt. It is an object of the present invention to provide a simulation method and a simulation apparatus that enable a tire behavior analysis using an analysis technique to be performed with high accuracy in a short time.
本発明の第1の特徴は、タイヤを有限個の要素に分割することによって生成されたタイヤモデルを用いるシミュレーション方法であって、前記タイヤモデルを生成する際に、前記タイヤの骨格部材又は補強部材を膜要素又はシェル要素として定義する工程Aを有し、前記工程Aは、複数の前記骨格部材又は前記補強部材が重なり合う領域において、少なくとも2層の前記骨格部材又は前記補強部材を1層の膜要素又はシェル要素として定義する工程A1と、前記1層の膜要素又はシェル要素に対して多重定義を行う工程A2とを有することを要旨とする。 A first feature of the present invention is a simulation method using a tire model generated by dividing a tire into a finite number of elements, and when generating the tire model, a skeleton member or a reinforcing member of the tire Is defined as a membrane element or a shell element, and the step A includes at least two layers of the skeletal member or the reinforcing member in a region where a plurality of the skeleton members or the reinforcing members overlap. The gist of the present invention is to include a process A1 defined as an element or a shell element and a process A2 of performing overloading on the one-layer film element or shell element.
本発明の第1の特徴において、前記工程Aにおいて、前記補強部材である前記タイヤの傾斜ベルト層を膜要素又はシェル要素として定義してもよい。 In the first feature of the present invention, in the step A, the inclined belt layer of the tire that is the reinforcing member may be defined as a membrane element or a shell element.
本発明の第1の特徴において、前記工程Aにおいて、前記補強部材である前記タイヤのベルト補強層を膜要素又はシェル要素として定義してもよい。 In the first feature of the present invention, in the step A, a belt reinforcing layer of the tire that is the reinforcing member may be defined as a membrane element or a shell element.
本発明の第1の特徴において、前記工程Aにおいて、前記骨格部材である前記タイヤのカーカスプライ層を膜要素又はシェル要素として定義してもよい。 In the first feature of the present invention, in the step A, the carcass ply layer of the tire that is the frame member may be defined as a membrane element or a shell element.
本発明の第2の特徴は、上述の本発明の第1の特徴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であることを要旨とする。 The gist of the second feature of the present invention is that it is a simulation device for executing the simulation method according to the first feature of the present invention described above.
以上説明したように、本発明によれば、プライやベルト等のタイヤの骨格部材又は補強部材部分の層が多い場合であっても、有限要素法(FEM)等の数値解析手法を用いたタイヤの挙動の解析を短時間で高精度に実施することを可能とす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, a tire using a numerical analysis method such as a finite element method (FEM) even when there are many layers of a skeleton member or a reinforcing member portion of a tire such as a ply or a belt. Thus, it is possible to provide a simulation method and a simulation apparatus that can analyze the behavior of the above in a short time with high accuracy.
(本発明の第1の実施形態に係るシミュレーション方法)
図1乃至図4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。具体的には、本実施形態に係るシミュレーション方法は、有限要素法を用いて、自動車等に使用されるタイヤ(例えば、空気入りタイヤ)の挙動及び性能を解析するものである。
(Simulation method according to the first embodiment of the present invention)
A simulation method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Specifically, the simulation method according to the present embodiment analyzes the behavior and performance of a tire (for example, a pneumatic tire) used in an automobile or the like using a finite element method.
図1に示すように、ステップS101において、解析対象のタイヤ1の設計情報(例えば、タイヤ形状や構造や材料等)を入力する。ここで、解析対象のタイヤ1は、新たに設計するタイヤ1であっても、現存するタイヤ1であってもよい。 As shown in FIG. 1, in step S101, design information (for example, tire shape, structure, material, etc.) of the tire 1 to be analyzed is input. Here, the analysis target tire 1 may be a newly designed tire 1 or an existing tire 1.
図2に、解析対象のタイヤ1の断面図を示し、図3に、解析対象のタイヤ1の斜視図を示す。 FIG. 2 shows a cross-sectional view of the tire 1 to be analyzed, and FIG. 3 shows a perspective view of the tire 1 to be analyzed.
図2に示すように、解析対象のタイヤ1は、2層のカーカスプライ層30A及び30Bと、カーカスプライ層30A及び30Bの外層側に設けられている2層の傾斜ベルト層(交錯層)20A及び20Bと、傾斜ベルト層20A及び20Bの外層側に設けられている2層のベルト補強層(所謂、スパイラルベルト層)10A及び10Bとを具備しているものとする。 As shown in FIG. 2, the analysis target tire 1 includes two carcass ply layers 30A and 30B and two inclined belt layers (crossing layers) 20A provided on the outer layer side of the carcass ply layers 30A and 30B. And 20B, and two belt reinforcing layers (so-called spiral belt layers) 10A and 10B provided on the outer layer side of the inclined belt layers 20A and 20B.
ここで、傾斜ベルト層20A及び20Bは、タイヤ赤道面に対して同一の傾斜角度で配置したコードを層間で相互に交差させた2層のベルト層であり、ベルト補強層10A及び10Bは、タイヤ赤道面に対して略0度の角度で配置した周方向の2層のベルト層である。 Here, the inclined belt layers 20A and 20B are two belt layers in which cords arranged at the same inclination angle with respect to the tire equatorial plane intersect each other, and the belt reinforcing layers 10A and 10B are tires. Two belt layers in the circumferential direction are arranged at an angle of approximately 0 degrees with respect to the equator plane.
ステップS102において、解析対象のタイヤ1に対して、有限要素法に対応した要素分割(すなわち、メッシュ分割)を行うことによって、有限個の要素からなるタイヤモデルを生成する。 In step S102, a tire model including a finite number of elements is generated by performing element division corresponding to the finite element method (that is, mesh division) on the tire 1 to be analyzed.
かかるタイヤモデルは、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。 Such a tire model is digitized into a format that can be handled by a computer device.
ここで、上述のタイヤモデルを生成する際(すなわち、メッシュ分割する際)に、解析対象のタイヤ1の骨格部材又は補強部材を膜要素又はシェル要素として定義する。 Here, when generating the tire model described above (that is, when dividing the mesh), the skeleton member or the reinforcing member of the tire 1 to be analyzed is defined as a membrane element or a shell element.
例えば、図2に示すように、解析対象のタイヤ1の補強部材であるベルト補強層10A及び10Bや傾斜ベルト層20A及び20Bを膜要素又はシェル要素として定義し、解析対象のタイヤ1の骨格部材であるカーカスプライ層30A及び30Bを膜要素又はシェル要素として定義する。 For example, as shown in FIG. 2, belt reinforcing layers 10A and 10B and inclined belt layers 20A and 20B that are reinforcing members of the tire 1 to be analyzed are defined as membrane elements or shell elements, and the skeleton member of the tire 1 to be analyzed The carcass ply layers 30A and 30B are defined as membrane elements or shell elements.
なお、上述のタイヤモデルを生成する際(すなわち、メッシュ分割する際)に、複数の骨格部材又は補強部材が重なり合う領域において、少なくとも2層の骨格部材又は補強部材を1層の膜要素又はシェル要素として定義する。 When generating the above tire model (that is, when dividing the mesh), in a region where a plurality of skeleton members or reinforcement members overlap, at least two skeleton members or reinforcement members are formed as one layer of membrane elements or shell elements. Define as
例えば、図2に示すように、解析対象のタイヤ1の補強部材であるベルト補強層10A及び10Bが重なり合う領域において、2層のベルト補強層10A及び10Bを1層の膜要素又はシェル要素10Cとして定義してもよい。 For example, as shown in FIG. 2, in the region where the belt reinforcement layers 10A and 10B, which are the reinforcement members of the tire 1 to be analyzed, overlap, the two belt reinforcement layers 10A and 10B are used as a single layer membrane element or shell element 10C. It may be defined.
或いは、解析対象のタイヤ1の補強部材である傾斜ベルト層20A及び20Bが重なり合う領域において、2層の傾斜ベルト層20A及び20Bを1層の膜要素又はシェル要素20C(図示せず)として定義してもよい。 Alternatively, in the region where the inclined belt layers 20A and 20B, which are the reinforcing members of the tire 1 to be analyzed, overlap, the two inclined belt layers 20A and 20B are defined as a single membrane element or shell element 20C (not shown). May be.
或いは、解析対象のタイヤ1の骨格部材であるカーカスプライ層30A及び30Bが重なり合う領域において、2層のカーカスプライ層30A及び30Bを1層の膜要素又はシェル要素30C(図示せず)として定義してもよい。 Alternatively, in the region where the carcass ply layers 30A and 30B, which are the skeleton members of the tire 1 to be analyzed, overlap, the two carcass ply layers 30A and 30B are defined as one film element or shell element 30C (not shown). May be.
なお、上述のタイヤモデルを生成する際(すなわち、メッシュ分割する際)に、3層以上のベルト補強層や傾斜ベルト層やカーカスプライ層を1層の膜要素又はシェル要素として定義してもよい。 When generating the above tire model (that is, when dividing the mesh), three or more belt reinforcing layers, inclined belt layers, and carcass ply layers may be defined as one layer of membrane elements or shell elements. .
そして、1層として定義された膜要素又はシェル要素に対して、少なくとも2層の骨格部材又は補強部材の物性値(剛性や異方性を示す値)の各々を入力する、すなわち、かかる膜要素又はシェル要素に対して「多重定義」を行う。 For each membrane element or shell element defined as one layer, each of physical property values (values indicating rigidity and anisotropy) of at least two layers of the skeleton member or the reinforcing member is input, that is, the membrane element. Alternatively, “overload” is performed on the shell element.
例えば、2層のベルト補強層10A及び10Bを1層の膜要素又はシェル要素10Cとして定義した場合、かかる1層の膜要素又はシェル要素10Cに対して、ベルト補強層10Aの物性値及びベルト補強層10Bの物性値を入力する。 For example, when two layers of the belt reinforcing layers 10A and 10B are defined as one layer of membrane element or shell element 10C, the physical property values and belt reinforcement of the belt reinforcing layer 10A with respect to the single layer of membrane element or shell element 10C. The physical property value of the layer 10B is input.
或いは、2層の傾斜ベルト層20A及び20Bを1層の膜要素又はシェル要素20Cとして定義した場合、かかる1層の膜要素又はシェル要素20Cに対して、傾斜ベルト層20Aの物性値及び傾斜ベルト層20Bの物性値を入力する。 Alternatively, when the two inclined belt layers 20A and 20B are defined as a single membrane element or shell element 20C, the physical property values of the inclined belt layer 20A and the inclined belt with respect to the single membrane element or shell element 20C. The physical property value of the layer 20B is input.
或いは、2層のカーカスプライ層30A及び30Bを1層の膜要素又はシェル要素30Cとして定義した場合、かかる1層の膜要素又はシェル要素30Cに対して、カーカスプライ層30Aの物性値及びカーカスプライ層30Bの物性値を入力する。 Alternatively, when the two layers of the carcass ply layers 30A and 30B are defined as one layer of the membrane element or shell element 30C, the physical property values and the carcass ply of the carcass ply layer 30A with respect to the one layer of membrane element or shell element 30C. The physical property value of the layer 30B is input.
したがって、かかる1層の膜要素又はシェル要素は、見かけ上は、1層の膜要素又はシェル要素であるが、かかる1層の膜要素又はシェル要素には、少なくとも2層の骨格部材又は補強部材の物性値が定義されていることになる。 Accordingly, such a one-layer membrane element or shell element is apparently a one-layer membrane element or shell element, but such a one-layer membrane element or shell element includes at least two skeleton members or reinforcing members. The physical property value of is defined.
ここで、かかる1層の膜要素又はシェル要素に、少なくとも2層の骨格部材又は補強部材の物性値が定義されていたとしても、要素の数としては1層分であるため、計算時間は1層分のコストで済むことになる。 Here, even if the physical property values of at least two layers of the skeleton member or the reinforcing member are defined in such one layer of membrane element or shell element, the number of elements is one layer, so the calculation time is 1 The cost for the layer will be sufficient.
かかる手法で懸念される計算精度の低下は、とても小さいと想定される。これは、解析対象のタイヤ1内で重なり合って配置されている複数の骨格部材又は補強部材の層間の距離が、一般的には0.5〜1.0mm程度ととても小さいため、物性値さえ定義されていれば、タイヤ全体の変形は概ね表現できるためである。後述する比較評価試験でも、計算精度の低下は小さい様子が分かる。 It is assumed that the decrease in calculation accuracy that is a concern with this method is very small. This is because the distance between the layers of a plurality of skeleton members or reinforcing members that are arranged in an overlapping manner in the tire 1 to be analyzed is generally very small, about 0.5 to 1.0 mm. This is because the deformation of the entire tire can be expressed generally. Even in the comparative evaluation test described later, it can be seen that the decrease in calculation accuracy is small.
なお、タイヤの骨格部材又は補強部材の層数が途中から減る箇所(2層から1層に層数が減るような箇所)では、減った層数分(1層分)の物性値を定義してやればよい。 At locations where the number of layers of the skeleton member or reinforcing member of the tire decreases from the middle (location where the number of layers decreases from two layers to one layer), the physical property values for the reduced number of layers (one layer) can be defined. That's fine.
このようなタイヤモデルの生成により、タイヤ1の骨格部材又は補強部材の部分の解析を、計算時間の増大を伴うことなく、短時間で高精度に実施することが可能となる。 By generating such a tire model, it becomes possible to analyze the skeleton member or the reinforcing member of the tire 1 with high accuracy in a short time without increasing the calculation time.
これに対して、上述の特許文献1乃至3におけるシミュレーション方法では、2層のベルト層を1層の膜要素又はシェル要素として定義した場合には、かかる1層の膜要素又はシェル要素に対して、1つの物性値を入力している。 On the other hand, in the simulation methods described in Patent Documents 1 to 3, when two belt layers are defined as one film element or shell element, the one layer film element or shell element is used. One physical property value is input.
ここで、上述の特許文献1乃至3のように、2層のベルト層を1層の膜要素又はシェル要素として定義し、かかる1層の膜要素又はシェル要素に対して、1つの物性値を入力する場合、2層のベルト層の引張剛性及び圧縮剛性を、一軸方向の剛性として定義している。 Here, as in the above-mentioned Patent Documents 1 to 3, two belt layers are defined as one film element or shell element, and one physical property value is assigned to the one film element or shell element. When inputting, the tensile rigidity and the compression rigidity of the two belt layers are defined as the uniaxial rigidity.
このシミュレーション方法では、例えば、タイヤのベルト層のように、傾斜して交錯する2層特有の変形である「周方向に伸びる際に幅方向に収縮する変形(パンタグラフ変形)」について表現できない。 In this simulation method, for example, “deformation contracting in the width direction when extending in the circumferential direction (pantograph deformation)”, which is a deformation peculiar to two layers inclined and intersecting like a belt layer of a tire, cannot be expressed.
これに対して、本発明に係るシミュレーション方法であれば、傾斜した2層のベルト層における異方性としての物性値や剛性そのものを1層に多重定義しているため、上述の変形を表現することが可能であり、高い計算精度の結果が得られるのである。 On the other hand, the simulation method according to the present invention expresses the above-described deformation because the physical property value and rigidity itself as the anisotropy in the inclined two belt layers are overloaded. It is possible to obtain a result with high calculation accuracy.
図2に示すように、2次元モデルとして生成したタイヤモデルを、円環状に360度展開して、図3に示すような3次元モデルのタイヤモデルとする。 As shown in FIG. 2, the tire model generated as a two-dimensional model is developed 360 degrees in a ring shape to obtain a three-dimensional model tire model as shown in FIG.
ステップS103において、路面を設定する、すなわち、路面モデルを生成して、路面状態を入力する。 In step S103, a road surface is set, that is, a road surface model is generated and a road surface state is input.
例えば、路面状態として、例えば、乾燥(DRY)や濡れ(WET)や氷上や雪上や非舗装等に対応する摩擦係数を入力する。 For example, as a road surface state, for example, a friction coefficient corresponding to dry (DRY), wet (WET), ice, snow, non-paving, or the like is input.
ステップS104において、境界条件を設定する。かかる境界条件とは、タイヤモデルを解析する際に必要なものであり、タイヤモデルに付与する各種条件である。 In step S104, boundary conditions are set. Such boundary conditions are necessary when analyzing a tire model, and are various conditions given to the tire model.
例えば、境界条件として、タイヤモデルに対して与えるべき内圧や垂直荷重や回転変位(速度や力等)や直進変位(速度や力等)等を設定する。 For example, the internal pressure, vertical load, rotational displacement (speed, force, etc.), straight displacement (speed, force, etc.), etc. to be applied to the tire model are set as boundary conditions.
ステップS105において、上述のステップS101乃至104において設定された数値モデルを用いて所定計算を行い、解析対象のタイヤ1の挙動や性能を解析する。 In step S105, a predetermined calculation is performed using the numerical model set in steps S101 to S104 described above, and the behavior and performance of the tire 1 to be analyzed are analyzed.
なお、図4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. 4, the simulation device that executes the simulation method according to the present embodiment may be realized by a computer device or may be implemented by a software module executed by a processor of the computer device. 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 Registered 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、解析対象のタイヤ1の骨格部材や補強部材について、より少ない層数でモデル化を行うことによって、計算精度に影響を与えることなく、計算時間の短縮を実現することができる。 According to the simulation method according to the first embodiment of the present invention, modeling is performed with a smaller number of layers for the skeleton member and the reinforcing member of the tire 1 to be analyzed without affecting the calculation accuracy. The calculation time can be shortened.
(比較評価試験)
次に、本発明の効果を更に明確にするために、従来例に係るシミュレーション方法及び実施例1乃至3に係るシミュレーション方法を用いて行った比較評価試験について説明する。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。
(Comparative evaluation test)
Next, in order to further clarify the effects of the present invention, a comparative evaluation test performed using the simulation method according to the conventional example and the simulation methods according to Examples 1 to 3 will be described. In addition, this invention is not limited at all by these examples.
本試験では、タイヤサイズ「195/65R15」の乗用車用タイヤに対して、内圧210kPaを付与し、キャンバー角0度及びスリップアングル0度で垂直荷重4kNを負荷し、路面との摩擦係数を「1.0」とし、速度50km/hの擬似転動回転解析を行った状態でのタイヤ接地面での接地圧力分布について、実際のタイヤにおける測定結果と、従来例及び実施例1乃至3に係るシミュレーション方法を用いた計算結果とを比較した。 In this test, an internal pressure of 210 kPa is applied to a tire for a passenger car having a tire size of “195 / 65R15”, a vertical load of 4 kPa is applied at a camber angle of 0 ° and a slip angle of 0 °, and the coefficient of friction with the road surface is set to “1”. 0.0 ”, and the contact pressure distribution on the tire contact surface in the state of performing the pseudo rolling rotation analysis at a speed of 50 km / h, the measurement result in the actual tire, and the simulation according to the conventional example and Examples 1 to 3 The calculation results using the method were compared.
かかる計算結果は、図5及び図6に示すように、実際のタイヤにおいて測定された接地圧と従来例及び実施例1乃至3に係るシミュレーション方法を用いて計算された接地圧との各接地位置における乖離代(ずれ分)を「ΔPi」とし、「ΔPi2」を全接地領域で積算したものを「ΣΔPi2」と定義した。 As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the calculation results are obtained by comparing each contact position between the contact pressure measured in an actual tire and the contact pressure calculated using the simulation method according to the conventional example and Examples 1 to 3. The divergence allowance (displacement) at is defined as “ΔPi”, and “ΔPi 2 ” integrated over the entire ground contact area is defined as “ΣΔPi 2 ”.
ここで、「ΣΔPi2」は、実際のタイヤにおいて測定された接地圧との差分を示す指標(実際のタイヤにおいて測定された接地圧とのずれを示す指標)であり、値が小さいほど計算精度が良いものである。なお、後述する(表1)では、従来例に係るシミュレーション方法における「ΣΔPi2」を「100」として比較を行った。 Here, “ΣΔPi 2 ” is an index indicating a difference from the contact pressure measured in the actual tire (an index indicating a deviation from the contact pressure measured in the actual tire), and the smaller the value, the higher the calculation accuracy. Is a good one. In (Table 1) described later, “ΣΔPi 2 ” in the simulation method according to the conventional example was set to “100” and compared.
なお、全てのシミュレーション方法において、解析対象のタイヤ1は、図2に示すように、2層のカーカスプライ層30A及び30Bと、カーカスプライ層30A及び30Bの外層側に設けられている2層の傾斜ベルト層20A及び20Bと、傾斜ベルト層20A及び20Bの外層側に設けられている2層のベルト補強層(所謂、スパイラルベルト層)10A及び10Bとを具備しているものとする。 In all the simulation methods, the tire 1 to be analyzed has two layers of carcass ply layers 30A and 30B and two layers provided on the outer layer side of the carcass ply layers 30A and 30B as shown in FIG. The inclined belt layers 20A and 20B and two belt reinforcing layers (so-called spiral belt layers) 10A and 10B provided on the outer layer side of the inclined belt layers 20A and 20B are provided.
また、全てのシミュレーション方法において、タイヤモデルとして、3次元モデルを用いるものとする。 In all simulation methods, a three-dimensional model is used as a tire model.
ここで、従来例に係るシミュレーション方法では、2層のカーカスプライ層30A及び30Bを2層の膜要素(シェル要素)として定義し、2層の傾斜ベルト層20A及び20Bを2層の膜要素(シェル要素)として定義し、2層のベルト補強層10A及び10Bを2層の膜要素(シェル要素)として定義している。 Here, in the simulation method according to the conventional example, the two carcass ply layers 30A and 30B are defined as two membrane elements (shell elements), and the two inclined belt layers 20A and 20B are defined as two membrane elements ( The two belt reinforcing layers 10A and 10B are defined as two layers of membrane elements (shell elements).
これに対して、実施例1に係るシミュレーション方法では、2層のカーカスプライ層30A及び30Bを2層の膜要素(シェル要素)として定義し、2層の傾斜ベルト層20A及び20Bを2層の膜要素(シェル要素)として定義し、2層のベルト補強層10A及び10Bを1層の膜要素(シェル要素)として定義している。 In contrast, in the simulation method according to the first embodiment, the two carcass ply layers 30A and 30B are defined as two film elements (shell elements), and the two inclined belt layers 20A and 20B are formed as two layers. It is defined as a membrane element (shell element), and the two belt reinforcing layers 10A and 10B are defined as one layer of membrane element (shell element).
また、実施例2に係るシミュレーション方法では、2層のカーカスプライ層30A及び30Bを2層の膜要素(シェル要素)として定義し、2層の傾斜ベルト層20A及び20Bを1層の膜要素(シェル要素)として定義し、2層のベルト補強層10A及び10Bを1層の膜要素(シェル要素)として定義している。 In the simulation method according to the second embodiment, the two carcass ply layers 30A and 30B are defined as two film elements (shell elements), and the two inclined belt layers 20A and 20B are formed as one film element ( The two belt reinforcing layers 10A and 10B are defined as a single membrane element (shell element).
さらに、実施例3に係るシミュレーション方法では、2層のカーカスプライ層30A及び30Bを1層の膜要素(シェル要素)として定義し、2層の傾斜ベルト層20A及び20Bを1層の膜要素(シェル要素)として定義し、2層のベルト補強層10A及び10Bを1層の膜要素(シェル要素)として定義している。 Furthermore, in the simulation method according to the third embodiment, the two carcass ply layers 30A and 30B are defined as one film element (shell element), and the two inclined belt layers 20A and 20B are formed as one film element (shell element). The two belt reinforcing layers 10A and 10B are defined as a single membrane element (shell element).
ただし、実施例3に係るシミュレーション方法において、タイヤのサイド部のカーカスプライ層の折り返し部で、カーカスプライ層が1層になる箇所は、1層分のカーカスプライ層の物性値を入力している。 However, in the simulation method according to Example 3, in the folded portion of the carcass ply layer on the side portion of the tire, the physical property value of the carcass ply layer for one layer is input at the portion where the carcass ply layer becomes one layer. .
以下、(表1)に、従来例及び実施例1乃至3に係るシミュレーション方法における計算精度を示す「ΣΔPi2」(指標)及び計算時間(指数)を示す。
従来例に係るシミュレーション方法では、タイヤの骨格部材又は補強部材を全て膜要素(シェル要素)として定義しているため、大きな計算時間が要している。 In the simulation method according to the conventional example, since all the skeleton members or reinforcing members of the tire are defined as membrane elements (shell elements), a large calculation time is required.
これに対して、本発明のシミュレーション方法に対応する実施例1乃至3に係るシミュレーション方法では、わずかに計算精度は低下するものの、大幅に計算時間を短縮できる結果が得られている。 On the other hand, in the simulation methods according to Examples 1 to 3 corresponding to the simulation method of the present invention, although the calculation accuracy is slightly lowered, a result that the calculation time can be greatly shortened is obtained.
かかる計算精度の低下は、例えば、2次元断面FEMモデルを円環状に360度展開して3次元モデル化する際の周方向の分割のメッシュ粗さが解析精度に及ぼす影響が、一般的に10%以上あることを考えると、1〜2%程度の精度悪化は極微小な影響と判断できる。 Such a decrease in the calculation accuracy is, for example, that the influence of the mesh roughness of the circumferential division on the analysis accuracy when the two-dimensional cross-sectional FEM model is developed into a three-dimensional model by expanding 360 degrees in an annular shape is generally 10%. %, It can be determined that the accuracy deterioration of about 1 to 2% is a very small influence.
つまり、本発明に係るシミュレーション方法を用いることにより、計算精度にはほとんど影響を及ぼさずに、計算時間の短縮を達成できていると言える。 That is, by using the simulation method according to the present invention, it can be said that the calculation time can be shortened without substantially affecting the calculation accuracy.
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。 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.
1…タイヤ、10A、10B、10C…傾斜ベルト層、20A、20B…ベルト補強層、30A、30B…カーカスプライ層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tire, 10A, 10B, 10C ... Inclined belt layer, 20A, 20B ... Belt reinforcement layer, 30A, 30B ... Carcass ply layer
Claims (5)
前記タイヤモデルを生成する際に、前記タイヤの骨格部材又は補強部材を膜要素又はシェル要素として定義する工程Aを有し、
前記工程Aは、
複数の前記骨格部材又は前記補強部材が重なり合う領域において、少なくとも2層の前記骨格部材又は前記補強部材を1層の膜要素又はシェル要素として定義する工程A1と、
前記1層の膜要素又はシェル要素に対して多重定義を行う工程A2とを有することを特徴とするシミュレーション方法。 A simulation method using a tire model generated by dividing a tire into a finite number of elements,
In generating the tire model, the process A includes defining a tire skeleton member or a reinforcing member as a membrane element or a shell element,
Step A includes
A step A1 of defining at least two layers of the skeleton member or the reinforcing member as one layer of membrane elements or shell elements in a region where a plurality of the skeleton members or the reinforcing members overlap;
And a step A2 of performing overloading on the one-layer film element or shell element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011184897A JP2013044718A (en) | 2011-08-26 | 2011-08-26 | Simulation method and simulation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011184897A JP2013044718A (en) | 2011-08-26 | 2011-08-26 | Simulation method and simulation apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013044718A true JP2013044718A (en) | 2013-03-04 |
Family
ID=48008730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011184897A Withdrawn JP2013044718A (en) | 2011-08-26 | 2011-08-26 | Simulation method and simulation apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013044718A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020095320A (en) * | 2018-12-10 | 2020-06-18 | Toyo Tire株式会社 | Fem model data generation method, system, and program |
-
2011
- 2011-08-26 JP JP2011184897A patent/JP2013044718A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020095320A (en) * | 2018-12-10 | 2020-06-18 | Toyo Tire株式会社 | Fem model data generation method, system, and program |
JP7144300B2 (en) | 2018-12-10 | 2022-09-29 | Toyo Tire株式会社 | FEM model data generation method, system and program |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6291366B2 (en) | Tire simulation method and simulation apparatus | |
US9165093B2 (en) | Simulation method for tire | |
JP2013014200A (en) | Simulation method and simulation device | |
JP5493439B2 (en) | Tire rolling resistance evaluation method, tire evaluation system using the same, and tire rolling resistance evaluation program | |
JP2006199263A (en) | Tire performance forecasting method, tire performance forecasting computer program, and tire/wheel assembly model | |
JPH11201875A (en) | Method for simulating tire performance | |
JP5585436B2 (en) | Tire simulation method | |
JP5104042B2 (en) | Tire performance prediction method, tire performance prediction computer program, and tire design method | |
JP3314082B2 (en) | How to create a tire finite element model | |
JP2006240600A (en) | Method and device for predicting tire performance | |
JP7560720B2 (en) | How to create a tire model | |
JP2013044718A (en) | Simulation method and simulation apparatus | |
JP5513200B2 (en) | How to create a tire model | |
JP5811625B2 (en) | Simulation method and simulation apparatus | |
JP4761753B2 (en) | Simulation method | |
JP6163749B2 (en) | Tire simulation method, tire characteristic evaluation method, tire manufacturing method | |
JP2012181600A (en) | Tire model creation method, tire model creation device, tire model creation program, and tire performance analysis method | |
JP2014141164A (en) | Tire simulation method | |
JP7215296B2 (en) | Tire simulation method | |
JP2013049383A (en) | Simulation method and simulation device | |
JP7360027B2 (en) | Tire model creation method and simulation method | |
JP2017129467A (en) | Simulation method and evaluation method of pneumatic tire | |
JP6003174B2 (en) | Tire model creation method for simulation, tire simulation method, computer program used in these methods, and tire simulation apparatus | |
JP2012148653A (en) | Simulation method of tire and computer program for simulation of tire | |
JP2013023147A (en) | Method, device, and program for making tire model, and tire performance analyzing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20141104 |