JP2013049383A - Simulation method and simulation device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simulation method and a simulation device capable of highly accurately performing a tire behavior analysis using a numeric value analysis technique such as a finite element method (FEM).SOLUTION: This simulation method uses a tire model generated by dividing a tire into a finite number of elements, in the tire having at least one of a skeleton member or a reinforcing member formed by coating an organic fiber cord with coating rubber. The simulation method includes a process A of generating the tire model, and the process A includes a process A1 of defining the skeleton member or the reinforcing member as any element of a film element or a shell element or a solid element, and a process A2 of inputting a Young's modulus of the organic fiber cord as a physical property value used for calculating tensile strain and inputting a Young's modulus of the coating rubber as a physical property value used for calculating compressive stain, to the element.

Description

本発明は、タイヤの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 tire 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、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、などを行い、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, using performance test results obtained by mounting tires that were actually designed and manufactured on automobiles, and so on.

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:Finite 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.

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 behavior of a tire with high accuracy, a tire model (consisting of numerical data) generated by dividing the tire into a finite number of elements is generated in the same way as the actual tire shape. It is important to do.

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、シェル要素、又はソリッド要素などの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. There is known a method of defining as an element such as a membrane element, a shell element, or a solid element having the following (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。また、ソリッド要素は、2次元モデル(2Dモデル)では、平面で定義され、3次元モデル(3Dモデル)では、多面体で定義される。   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). The solid element is defined by a plane in the two-dimensional model (2D model), and is defined by a polyhedron in the three-dimensional model (3D model).

複合材料工学、林毅編、日科技連出版社、1971年、ISBN4-8171-9008-6Composite material engineering, edited by Hayashi Hayashi, Nikka Giren Publisher, 1971, ISBN 4-8171-9008-6

特許第4559694号Japanese Patent No. 4559694 特開2003-94916号公報JP 2003-94916 A 特開2008-08882号公報JP 2008-08822 A

ところで、従来技術に係るシミュレーション方法では、タイヤモデルを生成する場合、プライやベルト等の骨格部材又は補強部材を要素として定義するとともに、当該要素に対して、その部材に相当する物性値を設定するが、このとき、骨格部材又は補強部材が有機繊維コードを有する場合、有機繊維コードの剛性に相当するヤング率を設定する方法が一般的である。   By the way, in the simulation method according to the prior art, when generating a tire model, a skeleton member such as a ply or a belt or a reinforcing member is defined as an element, and a physical property value corresponding to the member is set for the element. However, at this time, when the skeleton member or the reinforcing member has an organic fiber cord, a method of setting a Young's modulus corresponding to the rigidity of the organic fiber cord is general.

具体的に、このような骨格部材又は補強部材に備えられる有機繊維コードの剛性は、コーティングゴムなどの周囲のゴム部材の剛性に比べて十分に高い。よって、従来技術では、引張歪の計算に用いられる物性値と圧縮歪の計算に用いられる物性値との両方に、有機繊維コードの剛性に相当する同一のヤング率を設定して、モデル(いわゆる弾性材料モデル)を生成することが一般的である。   Specifically, the rigidity of the organic fiber cord provided in the skeleton member or the reinforcing member is sufficiently higher than the rigidity of a surrounding rubber member such as a coating rubber. Therefore, in the prior art, the same Young's modulus corresponding to the stiffness of the organic fiber cord is set for both the physical property value used for calculating the tensile strain and the physical property value used for calculating the compressive strain, and a model (so-called It is common to generate an elastic material model.

ここで、有機繊維コードは、細い素繊維を撚り合わせて形成されているため、有機繊維コードを有する骨格部材又は補強部材に圧縮歪が生じると、有機繊維コードを形成する素繊維が撓むようになる。したがって、実際には、有機繊維コードを有する骨格部材又は補強部材に圧縮歪が生じる場合のヤング率は、引張歪が生じる場合のヤング率ほど高くない。   Here, since the organic fiber cord is formed by twisting thin strands of fibers, when the compressive strain is generated in the skeleton member or the reinforcing member having the organic fiber cord, the strands forming the organic fiber cord become bent. . Therefore, in practice, the Young's modulus when compressive strain occurs in the skeleton member or the reinforcing member having the organic fiber cord is not as high as the Young's modulus when tensile strain occurs.

しかしながら、従来技術では、圧縮歪の計算に用いられる物性値と引張歪の計算に用いられる物性値とにおいて、同一のヤング率を設定しているため、圧縮歪が大きく影響する曲げ剛性を計算する際、計算結果が実際の値と乖離していた。   However, in the prior art, since the same Young's modulus is set for the physical property value used for calculating the compressive strain and the physical property value used for calculating the tensile strain, the bending stiffness that greatly affects the compressive strain is calculated. At that time, the calculation result was different from the actual value.

特に、タイヤが路面に接触する際のタイヤ挙動を解析する場合、引張歪及び圧縮歪が生じるタイヤサイド部の曲げ変形量は、計算結果と実際の値とで大きく乖離する。その結果、路面との接触圧分布や接地面積などの予測精度が、著しく低下するという問題があった。   In particular, when analyzing the tire behavior when the tire is in contact with the road surface, the bending deformation amount of the tire side portion where the tensile strain and the compressive strain are generated largely deviates between the calculation result and the actual value. As a result, there is a problem that the prediction accuracy such as the contact pressure distribution with the road surface and the contact area is significantly lowered.

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、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高精度に実施することが可能な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 a simulation method capable of highly accurately analyzing the behavior of a tire using a numerical analysis method such as a finite element method (FEM) and the like. An object is to provide a simulation apparatus.

本発明の第1の特徴は、有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなる骨格部材(カーカスプライ層30)、又は、有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなる補強部材(ベルト補強層10、傾斜ベルト層20A、20Bのうちの一つ又は複数)の少なくとも一方を備えるタイヤにおいて、前記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工程Aを有し、前記工程Aは、前記骨格部材又は前記補強部材の少なくとも一方を、膜要素又はシェル要素又はソリッド要素のいずれかの要素として定義する工程A1と、前記要素に対して、引張歪の計算に用いられる物性値として、有機繊維コードのヤング率を入力するとともに、圧縮歪の計算に用いられる物性値として、コーティングゴムのヤング率を入力する工程A2とを含むことを要旨とする。   The first feature of the present invention is that a skeleton member (carcass ply layer 30) formed by coating an organic fiber cord with a coating rubber, or a reinforcing member (belt reinforcing layer 10, In a tire including at least one of the inclined belt layers 20A and 20B), a simulation method using a tire model generated by dividing the tire into a finite number of elements, the tire model A step A1 for defining at least one of the skeletal member or the reinforcing member as a membrane element, a shell element, or a solid element; and In addition, the Young's modulus of the organic fiber cord is input as the physical property value used for calculating the tensile strain, and the compression strain is calculated. As physical property values used in the, and summarized in that comprising the step A2 to enter the Young's modulus of the coating rubber.

本発明の他の特徴は、前記コーティングゴムのヤング率E2と前記有機繊維コードのヤング率E1との比E2/E1は、0<E2/E1<0.008の範囲内であることを要旨とする。   Another feature of the present invention is that the ratio E2 / E1 between the Young's modulus E2 of the coating rubber and the Young's modulus E1 of the organic fiber cord is in the range of 0 <E2 / E1 <0.008. To do.

本発明の他の特徴は、前記工程A1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又はソリッド要素のいずれかの要素として定義することを要旨とする。   Another feature of the present invention is that, in the step A1, the inclined belt layer of the tire, which is the reinforcing member, is defined as any element of a membrane element, a shell element, or a solid element.

本発明の他の特徴は、前記工程A1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又はソリッド要素のいずれかの要素として定義することを要旨とする。   Another feature of the present invention is that, in the step A1, the belt reinforcing layer of the tire, which is the reinforcing member, is defined as any element of a membrane element, a shell element, or a solid element.

本発明の他の特徴は、前記工程A1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又はソリッド要素のいずれかの要素として定義することを要旨とする。   Another feature of the present invention is that, in the step A1, the carcass ply layer of the tire, which is the skeleton member, is defined as any element of a membrane element, a shell element, or a solid element.

本発明の第2の特徴は、上述の本発明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 apparatus for executing the simulation method according to the above-described feature of the present invention.

以上説明したように、本発明によれば、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高精度に実施することが可能な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 capable of performing a tire behavior analysis using a numerical analysis method such as a finite element method (FEM) with high accuracy. Can do.

図1は、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示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a simulation method according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1の実施形態に係るシミュレーション方法で用いられる解析対象のタイヤの一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of an analysis target tire used in the simulation method according to the first embodiment of the present invention. 図3は、本発明の第1の実施形態に係るシミュレーション方法で用いられる解析対象のタイヤの一例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an example of an analysis target tire used in the simulation method according to the first embodiment of the present invention. 図4は、従来技術に係るシミュレーション方法で用いられる歪みとヤング率との関係を説明するグラフ図である。FIG. 4 is a graph illustrating the relationship between strain and Young's modulus used in the simulation method according to the prior art. 図5(a)は、本発明の第1の実施形態に係るシミュレーション方法で用いられる歪みとヤング率との関係を説明するグラフ図である。図5(b)は、本発明の第1の実施形態に係るシミュレーション方法で用いられる歪みと応力との関係を説明するグラフ図である。FIG. 5A is a graph illustrating the relationship between strain and Young's modulus used in the simulation method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5B is a graph illustrating the relationship between strain and stress used in the simulation method according to the first embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第1の実施形態に係るシミュレーション方法を実行するためのコンピュータ装置の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a computer apparatus for executing the simulation method according to the first embodiment of the present invention. 図7(a)は、本発明の変更例に係るシミュレーション方法で用いられる歪みとヤング率との関係を説明するグラフ図である。図7(b)は、本発明の変更例に係るシミュレーション方法で用いられる歪みとヤング率との関係を説明するグラフ図である。FIG. 7A is a graph illustrating the relationship between strain and Young's modulus used in the simulation method according to the modified example of the present invention. FIG. 7B is a graph illustrating the relationship between strain and Young's modulus used in the simulation method according to the modification of the present invention. 図8(a)は、本発明の変更例に係るシミュレーション方法で用いられる歪みと応力との関係を説明するグラフ図である。図8(b)は、本発明の変更例に係るシミュレーション方法で用いられる歪みと応力との関係を説明するグラフ図である。FIG. 8A is a graph illustrating the relationship between strain and stress used in the simulation method according to the modified example of the present invention. FIG. 8B is a graph illustrating the relationship between strain and stress used in the simulation method according to the modified example of the present invention. 図9は、従来例及び実施例1乃至3を用いて行った比較評価試験について説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a comparative evaluation test performed using the conventional example and Examples 1 to 3. 図10は、従来例及び実施例1乃至3を用いて行った比較評価試験について説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a comparative evaluation test performed using the conventional example and Examples 1 to 3.

(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、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。図1には、本発明の第1の実施形態に係るシミュレーション方法のフローチャートが示されている。
(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. FIG. 1 shows a flowchart of a simulation method according to the first embodiment of the present invention.

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のトレッド幅方向(X軸方向)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。   2 shows a cross-sectional view in the tread width direction (X-axis direction) 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、カーカスプライ層30と、カーカスプライ層30のタイヤ径方向(Z軸方向)外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のタイヤ径方向外側に設けられているベルト補強層(所謂、スパイラルベルト層)10とを具備しているものとする。   As shown in FIG. 2, the tire 1 to be analyzed includes a carcass ply layer 30, two inclined belt layers 20 </ b> A and 20 </ b> B provided outside the carcass ply layer 30 in the tire radial direction (Z-axis direction), It is assumed that a belt reinforcing layer (so-called spiral belt layer) 10 provided on the outer side in the tire radial direction of the inclined belt layers 20A and 20B is provided.

なお、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複数のコードを層間で相互に交差させたベルト層であり、ベルト補強層10は、タイヤ赤道面に対して略0度の角度で周方向に配置した1層のベルト層である。   The inclined belt layers 20A and 20B are belt layers in which a plurality of cords arranged at the same inclination angle with respect to the tire equatorial plane are crossed between the layers, and the belt reinforcing layer 10 is formed with respect to the tire equatorial plane. 1 belt layer disposed in the circumferential direction at an angle of approximately 0 degrees.

ここで、本実施形態において、ベルト補強層10と、傾斜ベルト層20A及び20Bとは、解析対象のタイヤ1の補強部材を構成する。なお、補強部材は、これに限定されず、タイヤサイド部補強層、ビード部補強層(図示せず)等も含まれていてもよいし、これらのうちの一つとしてもよい。また、カーカスプライ層30は、解析対象のタイヤ1の骨格部材を構成する。   Here, in the present embodiment, the belt reinforcing layer 10 and the inclined belt layers 20A and 20B constitute a reinforcing member of the tire 1 to be analyzed. In addition, a reinforcement member is not limited to this, A tire side part reinforcement layer, a bead part reinforcement layer (not shown), etc. may be contained and it is good also as one of these. Further, the carcass ply layer 30 constitutes a skeleton member of the tire 1 to be analyzed.

また、本実施形態では、補強部材と骨格部材とは、有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなるものとする。具体的には、ベルト補強層10、傾斜ベルト層20A及び20B、カーカスプライ層30の各々は、有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなるものとする。なお、補強部材又は骨格部材の少なくとも一方が、有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなるようにしてもよい。具体的に、ベルト補強層10、傾斜ベルト層20A及び20B、カーカスプライ層30のうち、一つが、有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなるようにしてもよいし、複数が有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなるようにしてもよい。   In the present embodiment, the reinforcing member and the skeleton member are formed by coating an organic fiber cord with a coating rubber. Specifically, each of the belt reinforcing layer 10, the inclined belt layers 20A and 20B, and the carcass ply layer 30 is formed by coating an organic fiber cord with a coating rubber. Note that at least one of the reinforcing member and the skeleton member may be formed by coating an organic fiber cord with a coating rubber. Specifically, one of the belt reinforcing layer 10, the inclined belt layers 20A and 20B, and the carcass ply layer 30 may be formed by coating an organic fiber cord with a coating rubber, or a plurality of organic fiber cords may be formed. You may make it coat | cover with coating rubber.

なお、ベルト補強層10、傾斜ベルト層20A及び20B、カーカスプライ層30において、有機繊維コードは、ナイロン、ポリエステル、又はアラミドなどを材料として用いた素繊維を撚り合わせて形成されている。また、 コーティングゴムは、有機繊維コードを被覆することによって、撚り合わせられた有機繊維コードを保持するとともに、トレッドゴムなどに対する有機繊維コードの接着性を高めることができ、コーデットゴムとも称される。   In the belt reinforcing layer 10, the inclined belt layers 20A and 20B, and the carcass ply layer 30, the organic fiber cord is formed by twisting elementary fibers using nylon, polyester, aramid, or the like as a material. The coating rubber can also hold the twisted organic fiber cord by coating the organic fiber cord, and can improve the adhesion of the organic fiber cord to tread rubber and the like, and is also called a corded rubber.

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又はソリッド要素のいずれかの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 any element of a membrane element, a shell element, or a solid 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10や傾斜ベルト層20A及び20Bを、膜要素又はシェル要素又はソリッド要素のいずれかの要素として定義する。また、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30についても、膜要素又はシェル要素又はソリッド要素のいずれかの要素として定義する。   For example, as shown in FIG. 2, the belt reinforcing layer 10 and the inclined belt layers 20A and 20B, which are the reinforcing members of the tire 1 to be analyzed, are defined as either a membrane element, a shell element, or a solid element. Further, the carcass ply layer 30 which is a skeleton member of the tire 1 to be analyzed is also defined as any element of a membrane element, a shell element, or a solid element.

続いて、補強部材として定義した要素に対して、引張歪の計算に用いられる物性値として、有機繊維コードのヤング率を入力するとともに、圧縮歪の計算に用いられる物性値として、コーティングゴムのヤング率を入力する。   Subsequently, for the element defined as the reinforcing member, the Young's modulus of the organic fiber cord is input as the physical property value used for calculating the tensile strain, and the Young's modulus of the coating rubber is used as the physical property value used for calculating the compressive strain. Enter the rate.

同様に、骨格部材として定義した要素に対して、引張歪の計算に用いられる物性値として、有機繊維コードのヤング率を入力するとともに、圧縮歪の計算に用いられる物性値として、コーティングゴムのヤング率を入力する。   Similarly, for the element defined as a skeleton member, the Young's modulus of the organic fiber cord is input as the physical property value used for calculating the tensile strain, and the Young's modulus of the coating rubber is used as the physical property value used for calculating the compressive strain. Enter the rate.

なお、本実施形態では、補強部材と骨格部材との両方が、有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなる構成である。よって、本実施形態では、補強部材として定義した要素と骨格部材として定義した要素との両方に対して、有機繊維コードのヤング率とコーティングゴムのヤング率とを入力する場合を例に挙げて説明する。なお、補強部材又は骨格部材の少なくとも一方に対してのみ、有機繊維コードのヤング率とコーティングゴムのヤング率とを入力するようにしてもよい。   In the present embodiment, both the reinforcing member and the skeleton member have a configuration in which an organic fiber cord is coated with a coating rubber. Therefore, in this embodiment, the case where the Young's modulus of the organic fiber cord and the Young's modulus of the coating rubber are input to both the element defined as the reinforcing member and the element defined as the skeleton member will be described as an example. To do. Note that the Young's modulus of the organic fiber cord and the Young's modulus of the coating rubber may be input only to at least one of the reinforcing member and the skeleton member.

ここで、図4には、従来技術に係るシミュレーション方法に用いられる歪εとヤング率Eの関係が示されている。また、図5には、本実施形態に係るシミュレーション方法に用いられる歪εとヤング率Eの関係が示されている。なお、図4乃至5において、歪εが正の値の領域(以下、引張歪領域として適宜示す)では、引張歪εとヤング率との関係を示し、歪εが負の値の領域(以下、圧縮歪領域として適宜示す)では、圧縮歪εとヤング率との関係を示している。   Here, FIG. 4 shows the relationship between the strain ε and the Young's modulus E used in the simulation method according to the prior art. FIG. 5 shows the relationship between strain ε and Young's modulus E used in the simulation method according to this embodiment. 4 to 5, in a region where the strain ε is a positive value (hereinafter referred to as a tensile strain region as appropriate), the relationship between the tensile strain ε and the Young's modulus is shown, and a region where the strain ε is a negative value (hereinafter referred to as a tensile strain region). , Which is appropriately shown as a compressive strain region) shows the relationship between the compressive strain ε and Young's modulus.

図4に示すように、従来技術に係るシミュレーション方法では、骨格部材及び補強部材として定義した要素に対して、引張歪を算出する際に用いられる物性値と、圧縮歪を算出する際に用いられる物性値として、同一のヤング率E1が入力されていた。   As shown in FIG. 4, in the simulation method according to the prior art, the physical property value used when calculating the tensile strain and the compressive strain are calculated for the elements defined as the skeleton member and the reinforcing member. The same Young's modulus E1 was input as the physical property value.

本実施形態に係るシミュレーション方法では、図5(a)に示すように、骨格部材及び補強部材として定義した要素に対して、引張歪の算出に用いられる物性値と、引張歪の算出に用いられる物性値として、異なるヤング率E1乃至E2を入力する。なお、ヤング率E1とヤング率E2とは、E1>E2の関係を満たす。   In the simulation method according to the present embodiment, as shown in FIG. 5A, the physical property values used for calculating the tensile strain and the tensile strain are calculated for the elements defined as the skeleton member and the reinforcing member. Different Young's moduli E1 to E2 are input as physical property values. The Young's modulus E1 and Young's modulus E2 satisfy the relationship E1> E2.

具体的に、引張歪の計算に用いられる物性値として入力されるヤング率E1は、有機繊維コードのヤング率である。一方、圧縮歪の計算に用いられる物性値として入力されるヤング率E2は、コーティングゴムのヤング率である。   Specifically, Young's modulus E1 input as a physical property value used for calculation of tensile strain is the Young's modulus of the organic fiber cord. On the other hand, the Young's modulus E2 input as a physical property value used for calculation of compressive strain is the Young's modulus of the coating rubber.

また、図5(b)には、本実施形態に係るシミュレーション方法に用いられる歪εと応力σとの関係が示されている。同図に示すように、歪εが正の値である場合、すなわち、引張歪領域では、ヤング率E1=σ/εの関係を満たす。一方、歪εが負の値である場合、すなわち、圧縮歪領域では、ヤング率E2=σ/εの関係を満たす。   FIG. 5B shows the relationship between the strain ε and the stress σ used in the simulation method according to this embodiment. As shown in the figure, when the strain ε is a positive value, that is, in the tensile strain region, the relationship of Young's modulus E1 = σ / ε is satisfied. On the other hand, when the strain ε is a negative value, that is, in the compression strain region, the relationship of Young's modulus E2 = σ / ε is satisfied.

本実施形態に係るシミュレーション方法では、解析対象のタイヤ1の補強部材であるベルト補強層10の引張歪の計算に用いられる物性値として、ベルト補強層10が有する有機繊維コードのヤング率E1を入力する。一方、ベルト補強層10の圧縮歪の計算に用いられる物性値として、ベルト補強層10が有するコーティングゴムのヤング率E2を入力する。   In the simulation method according to the present embodiment, the Young's modulus E1 of the organic fiber cord included in the belt reinforcing layer 10 is input as a physical property value used for calculating the tensile strain of the belt reinforcing layer 10 that is the reinforcing member of the tire 1 to be analyzed. To do. On the other hand, the Young's modulus E2 of the coating rubber included in the belt reinforcing layer 10 is input as a physical property value used for calculating the compressive strain of the belt reinforcing layer 10.

また、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の引張歪の計算に用いられる物性値として、傾斜ベルト層20A及び20Bが有する有機繊維コードのヤング率E1を入力する。一方、傾斜ベルト層20A及び20Bの圧縮歪の計算に用いられる物性値として、傾斜ベルト層20A及び20Bが有するコーティングゴムのヤング率E2を入力する。   Further, the Young's modulus E1 of the organic fiber cord included in the inclined belt layers 20A and 20B is input as a physical property value used for calculation of the tensile strain of the inclined belt layers 20A and 20B that are the reinforcing members of the tire 1 to be analyzed. On the other hand, the Young's modulus E2 of the coating rubber included in the inclined belt layers 20A and 20B is input as a physical property value used for calculating the compressive strain of the inclined belt layers 20A and 20B.

また、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30の引張歪の計算に用いられる物性値として、カーカスプライ層30が有する有機繊維コードのヤング率E1を入力する。一方、カーカスプライ層30の圧縮歪の計算に用いられる物性値として、カーカスプライ層30が有するコーティングゴムのヤング率E2を入力する。   Further, the Young's modulus E1 of the organic fiber cord included in the carcass ply layer 30 is input as a physical property value used for calculation of the tensile strain of the carcass ply layer 30 that is a skeleton member of the tire 1 to be analyzed. On the other hand, the Young's modulus E2 of the coating rubber included in the carcass ply layer 30 is input as a physical property value used for calculating the compressive strain of the carcass ply layer 30.

なお、本実施形態では、ベルト補強層10と、傾斜ベルト層20A及び20Bと、カーカスプライ層30との各々に入力するコーティングゴムのヤング率E2は、同一の値に設定し、有機繊維コードのヤング率E1も、同一の値に設定している。また、本発明の実施形態で使用する、コーティングゴムのヤング率E2と有機繊維コードのヤング率E1との比E2/E1は、0<E2/E1<0.008の範囲内であることが好ましく、E2がE1に比べてかなり小さいことが特徴である。上限値0.008は、一般的にタイヤに用いられる有機繊維の中で、最もヤング率が小さい部類であるナイロン系の有機繊維とそのコーティングゴムとの比より求めた値である。また、下限値0は、タイヤに用いられる有機繊維の中で、最もヤング率が高い部類である、芳香族ポリアミドやガラス繊維、カーボン繊維などと、そのコーティングゴムとの比を求めると限りなく0に近い値となる(0ではない)ために、これを下限値とした。   In the present embodiment, the Young's modulus E2 of the coating rubber input to each of the belt reinforcing layer 10, the inclined belt layers 20A and 20B, and the carcass ply layer 30 is set to the same value, and the organic fiber cord The Young's modulus E1 is also set to the same value. The ratio E2 / E1 between the Young's modulus E2 of the coating rubber and the Young's modulus E1 of the organic fiber cord used in the embodiment of the present invention is preferably in the range of 0 <E2 / E1 <0.008. , E2 is considerably smaller than E1. The upper limit value 0.008 is a value obtained from a ratio of nylon-based organic fiber, which is a class having the smallest Young's modulus among organic fibers generally used for tires, and its coating rubber. The lower limit value 0 is 0 when the ratio of the aromatic polyamide, glass fiber, carbon fiber, etc., which is the class having the highest Young's modulus among the organic fibers used in the tire, and the coating rubber thereof is obtained. Therefore, this value was set as the lower limit value.

また、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(断面モデル)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を生成する。   Further, as shown in FIG. 2, the tire model (cross-sectional model) generated as a two-dimensional model is expanded 360 degrees into an annular shape, and a three-dimensional model tire model as shown in FIG. 3 is generated.

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。例えば、路面状態として、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。   In step S103, a road surface is set. That is, a road surface model is generated and a road surface state is input. For example, as the road surface state, 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。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。   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. 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6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. 6, the simulation apparatus that executes the simulation method according to the present embodiment may be implemented by a computer apparatus or may be implemented by a software module that is 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.

(作用及び効果)
以下に、本発明の第1の実施形態の作用及び効果について説明する。
(Action and effect)
The following describes the operation and effects of the first embodiment of the present invention.

ここで、タイヤにおいて、有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなる骨格部材や補強部材では、圧縮歪が発生する場合、有機繊維コードを形成する素繊維が撓む。よって、実際には、当該骨格部材や補強部材の剛性は、圧縮歪が発生する場合、有機繊維コードの周囲に形成されるコーティングゴムの剛性と同等程度になる。   Here, in a tire, in a skeleton member or a reinforcing member formed by coating an organic fiber cord with a coating rubber, when compressive strain occurs, the elementary fibers forming the organic fiber cord bend. Therefore, in reality, the rigidity of the skeleton member and the reinforcing member is comparable to the rigidity of the coating rubber formed around the organic fiber cord when compressive strain occurs.

本実施形態に係るシミュレーション方法では、有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなる骨格部材と、有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなる補強部材とを要素として定義するとともに、定義した要素に対して、引張歪の計算に用いられる物性値として有機繊維コードのヤング率E1を入力し、圧縮歪の計算に用いられる物性値としてコーティングゴムのヤング率E2を入力する。   In the simulation method according to the present embodiment, a skeleton member formed by coating an organic fiber cord with a coating rubber and a reinforcing member formed by covering the organic fiber cord with a coating rubber are defined as elements, and the defined elements are Then, the Young's modulus E1 of the organic fiber cord is input as a physical property value used for calculating the tensile strain, and the Young's modulus E2 of the coating rubber is input as the physical property value used for calculating the compressive strain.

よって、本実施形態に係るシミュレーション方法では、従来技術のように、引張歪の計算に用いられるヤング率E1と、圧縮歪の計算に用いられるヤング率E1とが、同一である場合に比べて、より実際の状況に即して定義された要素を有するタイヤモデルを生成することができる。   Therefore, in the simulation method according to the present embodiment, compared to the case where the Young's modulus E1 used for calculating the tensile strain and the Young's modulus E1 used for calculating the compressive strain are the same as in the conventional technique, It is possible to generate a tire model having elements defined in accordance with a more actual situation.

すなわち、本実施形態に係るシミュレーション方法では、より実際の状況に即して定義された要素を有するタイヤモデルを用いて、タイヤ挙動などのタイヤ性能予測を行うことが可能になる。   That is, in the simulation method according to the present embodiment, it is possible to predict tire performance such as tire behavior using a tire model having elements defined in accordance with a more actual situation.

このように、本実施形態に係るシミュレーション方法によれば、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高精度に実施することが可能になる。   Thus, according to the simulation method according to the present embodiment, it is possible to analyze the tire behavior using a numerical analysis method such as a finite element method (FEM) with high accuracy.

(変更例1)
次に、上述した第1実施形態に係る変更例1について説明する。
(Modification 1)
Next, a description will be given first modification of the first embodiment described above.

ここで、実際には、有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなる骨格部材及び補強部材は、引張歪領域と圧縮歪領域との境界領域において、歪εの変化に対応する応力σの変化量が徐々に変化する。   Here, in practice, the skeleton member and the reinforcing member formed by coating the organic fiber cord with the coating rubber are the change amount of the stress σ corresponding to the change of the strain ε in the boundary region between the tensile strain region and the compressive strain region. Gradually changes.

本変更例に係るシミュレーション方法では、境界領域において、歪εの変化に対応する応力σの変化量が徐々に変化することを考慮して、骨格部材及び補強部材のヤング率Eが入力される。   In the simulation method according to this modified example, the Young's modulus E of the skeleton member and the reinforcing member is input in consideration of a gradual change in the amount of change in the stress σ corresponding to the change in the strain ε in the boundary region.

図7(a)には、本変更例に係る歪εとヤング率Eとの関係が示されている。同図に示すように、引張歪と圧縮歪との境界領域(ε1からε2の領域)では、ヤング率Eは、応力σと歪εとの変化を示す関数に基づいて、入力することが好ましい。   FIG. 7A shows the relationship between the strain ε and the Young's modulus E according to this modification. As shown in the figure, in the boundary region between tensile strain and compressive strain (region from ε1 to ε2), Young's modulus E is preferably input based on a function indicating a change between stress σ and strain ε. .

また、境界領域におけるヤング率Eを示す関数は、直線に限らず、図7(b)に示すように、曲線(例えば、2次曲線、3時局線又は指数曲線)を用いてもよい。なお、関数は、実測値から算出した近似関数としてもよい。   Further, the function indicating the Young's modulus E in the boundary region is not limited to a straight line, and a curve (for example, a quadratic curve, a three-time local line, or an exponential curve) may be used as shown in FIG. The function may be an approximate function calculated from actual measurement values.

本変更例に係るシミュレーション方法によれば、引張歪領域と圧縮歪領域との境界領域において、より実際の状況に即したヤング率Eを入力することができるので、より精度の高いタイヤモデルを生成して、タイヤ挙動などのタイヤ性能予測を行うことが可能になる。   According to the simulation method according to this modified example, the Young's modulus E can be input in accordance with the actual situation in the boundary region between the tensile strain region and the compression strain region, so that a more accurate tire model can be generated. Thus, it is possible to predict tire performance such as tire behavior.

(変更例2)
次に、上述した第1実施形態に係る変更例2について説明する。
(Modification 2)
It will now be described a second modification of the first embodiment described above.

ここで、実際のタイヤでは、有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなる骨格部材及び補強部材は、初期歪又は初期応力を受けている場合も考えられる。   Here, in an actual tire, it may be considered that the skeleton member and the reinforcing member formed by coating the organic fiber cord with the coating rubber are subjected to initial strain or initial stress.

本変更例に係るシミュレーション方法では、初期歪又は初期応力を考慮したヤング率Eが入力される。   In the simulation method according to this modification, the Young's modulus E considering the initial strain or initial stress is input.

図8(a)には、骨格部材及び補強部材が初期歪ε0を受けている場合の歪εと応力σとの関係が示されている。また、図8(b)には、骨格部材及び補強部材が初期応力σ0を受けている場合の歪εと応力σとの関係が示されている。   FIG. 8A shows the relationship between the strain ε and the stress σ when the skeleton member and the reinforcing member are subjected to the initial strain ε0. FIG. 8B shows the relationship between the strain ε and the stress σ when the skeleton member and the reinforcing member are subjected to the initial stress σ0.

本変更例に係るシミュレーション方法によれば、図8(a)乃至(b)に示すように、初期歪ε0及び初期応力σ0を考慮したヤング率Eを入力することによって、より精度の高いタイヤモデルを生成して、タイヤ挙動などのタイヤ性能予測を行うことが可能になる。   According to the simulation method according to this modified example, as shown in FIGS. 8A to 8B, a tire model with higher accuracy can be obtained by inputting the Young's modulus E considering the initial strain ε0 and the initial stress σ0. Can be used to predict tire performance such as tire behavior.

(比較評価)
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。
(Comparison evaluation)
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9及び図10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、「ΔPi」を全接地領域で積算したものを「ΣΔPi」と定義した。 As shown in FIG. 9 and FIG. 10, the calculation results are obtained by comparing the ground pressure measured in an actual tire with the ground pressure calculated using the simulation method according to the conventional example and Examples 1 to 3. The deviation (position difference) at the position was defined as “ΔPi”, and “ΔPi 2 ” integrated over the entire ground contact area was defined as “ΣΔPi 2 ”.

ここで、「ΣΔPi」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「ΣΔPi」を基準「100」として、指数によって比較した。 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, which will be described later, “ΣΔPi 2 ” in the simulation method according to the conventional example is set as a reference “100” and compared by an index.

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、1層のカーカスプライ層30と、カーカスプライ層30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1層のベルト補強層10とを具備しているものとした。   In all the simulation methods, the tire 1 to be analyzed includes a single carcass ply layer 30 and two inclined belt layers 20A provided on the outer layer side of the carcass ply layer 30 as shown in FIG. And 20B, and one belt reinforcing layer 10 provided on the outer layer side of the inclined belt layers 20A and 20B.

なお、解析対象のタイヤ1において、カーカスプライ層30と、傾斜ベルト層20A及び20Bと、ベルト補強層10とは、有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなるものとした。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した。   In the analysis target tire 1, the carcass ply layer 30, the inclined belt layers 20A and 20B, and the belt reinforcing layer 10 are formed by coating an organic fiber cord with a coating rubber. In all the simulation methods, a three-dimensional model is used as a tire model.

また、全てのシミュレーション方法において、カーカスプライ層30を1層の膜要素として定義し、2層の傾斜ベルト層20A及び20Bを2層の膜要素として定義し、ベルト補強層10を1層の膜要素(又はシェル要素)として定義した。   In all the simulation methods, the carcass ply layer 30 is defined as a single film element, the two inclined belt layers 20A and 20B are defined as two film elements, and the belt reinforcing layer 10 is defined as a single film film. Defined as an element (or shell element).

従来例に係るシミュレーション方法では、タイヤモデルを生成する際、各々の膜要素に対して、引張歪の計算に用いられる物性値(以下、引張歪領域の物性値)及び圧縮歪の計算に用いられる物性値(以下、圧縮歪領域の物性値)として、有機繊維コードのヤング率E1を入力した。すなわち、引張歪の計算用のヤング率と圧縮歪の計算用のヤング率とに、同一のヤング率E1が、入力されたモデル(いわゆる弾性材料モデル)を生成した。   In the simulation method according to the conventional example, when the tire model is generated, the physical property value (hereinafter, the physical property value in the tensile strain region) used for calculating the tensile strain and the compressive strain are calculated for each membrane element. The Young's modulus E1 of the organic fiber cord was input as a physical property value (hereinafter, a physical property value in the compression strain region). That is, a model (so-called elastic material model) in which the same Young's modulus E1 is input to the Young's modulus for calculating the tensile strain and the Young's modulus for calculating the compressive strain was generated.

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、タイヤモデルを生成する際、傾斜ベルト層20A及び20Bとベルト補強層10との各々の膜要素に対して、引張歪領域の物性値及び圧縮歪領域の物性値として、有機繊維コードのヤング率E1を入力した。また、実施例1に係るシミュレーション方法では、カーカスプライ層30の膜要素に対して、引張歪領域の物性値として、有機繊維コードのヤング率E1を入力し、圧縮歪領域の物性値として、コーティングゴムのヤング率E2を入力した。   On the other hand, in the simulation method according to the first embodiment, when generating the tire model, the physical property values and compression in the tensile strain region are applied to the respective membrane elements of the inclined belt layers 20A and 20B and the belt reinforcing layer 10. The Young's modulus E1 of the organic fiber cord was input as the physical property value of the strain region. In the simulation method according to Example 1, the Young's modulus E1 of the organic fiber cord is input as the physical property value of the tensile strain region for the film element of the carcass ply layer 30, and the coating property is expressed as the physical property value of the compression strain region. The Young's modulus E2 of rubber was entered.

また、実施例2に係るシミュレーション方法では、タイヤモデルを生成する際、傾斜ベルト層20A及び20Bの各々の膜要素に対して、引張歪領域の物性値及び圧縮歪領域の物性値として、有機繊維コードのヤング率E1を入力した。また、実施例2に係るシミュレーション方法では、ベルト補強層10とカーカスプライ層30との各々の膜要素に対して、引張歪領域の物性値として有機繊維コードのヤング率E1を入力し、圧縮歪領域の物性値として、コーティングゴムのヤング率E2を入力した。   In the simulation method according to the second embodiment, when generating the tire model, the organic fiber is used as the physical property value in the tensile strain region and the physical property value in the compression strain region for each of the membrane elements of the inclined belt layers 20A and 20B. The Young's modulus E1 of the code was input. In the simulation method according to Example 2, the Young's modulus E1 of the organic fiber cord is input as the physical property value of the tensile strain region for each of the membrane elements of the belt reinforcing layer 10 and the carcass ply layer 30, and the compression strain The Young's modulus E2 of the coating rubber was input as the physical property value of the region.

さらに、実施例3に係るシミュレーション方法では、タイヤモデルを生成する際、ベルト補強層10と傾斜ベルト層20A及び20Bとカーカスプライ層30との各々の膜要素に対して、引張歪領域の物性値として有機繊維コードのヤング率E1を入力し、圧縮歪領域の物性値としてコーティングゴムのヤング率E2を入力した。   Furthermore, in the simulation method according to the third embodiment, when generating the tire model, the physical property value of the tensile strain region for each of the film elements of the belt reinforcing layer 10, the inclined belt layers 20A and 20B, and the carcass ply layer 30 is obtained. The Young's modulus E1 of the organic fiber cord was input as the Young's modulus E2 of the coating rubber as the physical property value in the compression strain region.

なお、上述した実施例1乃至3では、ベルト補強層10と、傾斜ベルト層20A及び20Bと、カーカスプライ層30との各々に入力されたコーティングゴムのヤング率E2は、同一の値とし、有機繊維コードのヤング率E1も、同一の値とした。また、コーティングゴムのヤング率E2と有機繊維コードのヤング率E1との比E2/E1は、0<E2/E1<0.008の範囲内とした。   In Examples 1 to 3 described above, the Young's modulus E2 of the coating rubber input to each of the belt reinforcing layer 10, the inclined belt layers 20A and 20B, and the carcass ply layer 30 is set to the same value, and organic The Young's modulus E1 of the fiber cord was also set to the same value. Further, the ratio E2 / E1 between the Young's modulus E2 of the coating rubber and the Young's modulus E1 of the organic fiber cord was in the range of 0 <E2 / E1 <0.008.

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「ΣΔPi」(指標)及び計算時間(指数)を示す。

Figure 2013049383
Table 1 below shows “ΣΔPi 2 ” (index) and calculation time (index) indicating calculation accuracy in the simulation method according to the conventional example and Examples 1 to 3.
Figure 2013049383

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の各々の膜要素に対して、引張歪領域の物性値と圧縮歪領域の物性値とで同一の有機繊維コードのヤング率E1を用いてモデル化しているため、計算精度が高くなかった。   In the simulation method according to the conventional example, the same Young's modulus E1 of the organic fiber cord is used for each of the membrane elements of the skeleton member or the reinforcing member of the tire with the physical property value of the tensile strain region and the physical property value of the compression strain region. Therefore, the calculation accuracy was not high.

これに対し、本発明のシミュレーション方法に対応する実施例に係るシミュレーション方法では、大幅な計算結果の精度向上が得られている。これは、タイヤの骨格部材及び補強部材を、圧縮歪領域の物性値として、コーティングゴムのヤング率E2を入力したモデルを生成することで、特に曲げ剛性、曲げ変形が実際のタイヤに近いものになったことを示している。   On the other hand, in the simulation method according to the embodiment corresponding to the simulation method of the present invention, the accuracy of the calculation result is greatly improved. This is because, by generating a model in which the Young's modulus E2 of the coating rubber is input as the physical property value of the compression strain region for the skeleton member and the reinforcing member of the tire, the bending rigidity and bending deformation are particularly close to those of the actual tire. It has become.

ここで、従来例の結果と、実施例1の結果とを比較すると、指数の差は、“9”である。また、従来例の結果と、実施例2の結果とを比較すると、指数の差は、“15”であり、実施例2は、実施例1と比べて、指数“6”だけ計算精度が向上している。また、従来例の結果と、実施例3の結果とを比較すると、指数の差は、“31”であり、実施例3は、実施例2と比べて、指数“16”だけ計算精度が向上している。   Here, comparing the result of the conventional example with the result of Example 1, the difference in index is “9”. Further, comparing the result of the conventional example and the result of Example 2, the difference in index is “15”, and the calculation accuracy of Example 2 is improved by an index “6” compared to Example 1. is doing. Further, comparing the result of the conventional example and the result of the example 3, the difference in the index is “31”, and the calculation accuracy of the example 3 is improved by the index “16” compared to the example 2. is doing.

つまり、実施例1乃至3の指数の差に着目すると、カーカスプライ層30を本発明の要素によって定義した実施例3の結果が、特に計算精度を向上する効果が大きいことがわかる。   That is, paying attention to the difference in index between Examples 1 to 3, it can be seen that the result of Example 3 in which the carcass ply layer 30 is defined by the elements of the present invention is particularly effective in improving the calculation accuracy.

このカーカスプライ層30は、タイヤの骨格部材及び補強部材の中で、タイヤサイド部に配置されている部材であるため、タイヤが接地する際、最も引張歪及び圧縮歪が大きく発生する箇所といえる。つまり、従来例に係るシミュレーション方法では、特にカーカスプライ層30の曲げ剛性を精度良くモデル化できていなかったことを示唆している。   Since the carcass ply layer 30 is a member disposed on the tire side portion among the skeleton member and the reinforcing member of the tire, it can be said that the largest tensile strain and compressive strain are generated when the tire contacts the ground. . That is, the simulation method according to the conventional example suggests that the bending rigidity of the carcass ply layer 30 could not be modeled with high accuracy.

実施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の内、有機繊維コードを有する部材として定義した要素に対して、圧縮歪領域の物性値のみをコーティングゴムのヤング率E2を入力することにより、大幅な計算精度の向上を達成できることが証明された。   In the simulation method according to the embodiment, the Young's modulus E2 of the coating rubber is inputted only for the physical property value of the compression strain region for the element defined as the member having the organic fiber cord among the skeleton member or the reinforcing member of the tire. This proves that a significant improvement in calculation accuracy can be achieved.

[その他の実施形態]
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。
[Other Embodiments]
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.

例えば、上述した実施形態では、ベルト補強層10と、傾斜ベルト層20A及び20Bと、カーカスプライ層30との各々に入力するコーティングゴムのヤング率E2は、同一の値とし、有機繊維コードのヤング率E1も、同一の値としたが、各々に入力するコーティングゴムのヤング率E2と有機繊維コードのヤング率E1とは、異ならせてもよい。つまり、コーティングゴムのヤング率E2と有機繊維コードのヤング率E1との比E2/E1が、0<E2/E1<0.008の関係を満たしていれば、どのような値であっても構わない。   For example, in the above-described embodiment, the Young's modulus E2 of the coating rubber input to each of the belt reinforcing layer 10, the inclined belt layers 20A and 20B, and the carcass ply layer 30 is set to the same value, and the Young of organic fiber cord Although the rate E1 is also set to the same value, the Young's modulus E2 of the coating rubber and the Young's modulus E1 of the organic fiber cord input to each may be different. That is, as long as the ratio E2 / E1 between the Young's modulus E2 of the coating rubber and the Young's modulus E1 of the organic fiber cord satisfies the relationship of 0 <E2 / E1 <0.008, any value may be used. Absent.

また、上述した実施形態及び変更例は組み合わせることも可能である。このように本発明は、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。   Further, the above-described embodiment and modification examples can be combined. As described above, the present invention can be implemented as modifications and changes 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、10…ベルト補強層、20A乃至20B…傾斜ベルト層、30…カーカスプライ層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tire, 10 ... Belt reinforcement layer, 20A thru | or 20B ... Inclined belt layer, 30 ... Carcass ply layer

Claims (6)

有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなる骨格部材、又は、有機繊維コードをコーティングゴムで被覆してなる補強部材の少なくとも一方を備えるタイヤにおいて、前記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工程Aを有し、
前記工程Aは、
前記骨格部材又は前記補強部材の少なくとも一方を、膜要素又はシェル要素又はソリッド要素のいずれかの要素として定義する工程A1と、
前記要素に対して、引張歪の計算に用いられる物性値として、有機繊維コードのヤング率を入力するとともに、圧縮歪の計算に用いられる物性値として、コーティングゴムのヤング率を入力する工程A2とを含む
ことを特徴とするシミュレーション方法。
In a tire including at least one of a skeleton member formed by coating an organic fiber cord with a coating rubber or a reinforcing member formed by coating an organic fiber cord with a coating rubber, the tire is generated by dividing the tire into a finite number of elements. A simulation method using a tire model,
Including the step A of generating the tire model;
Step A includes
Defining at least one of the skeletal member or the reinforcing member as a membrane element, a shell element or a solid element;
Step A2 for inputting the Young's modulus of the organic fiber cord as a physical property value used for calculating the tensile strain and inputting the Young's modulus of the coating rubber as a physical property value used for calculating the compressive strain for the element. A simulation method comprising:
前記コーティングゴムのヤング率E2と前記有機繊維コードのヤング率E1との比E2/E1は、0<E2/E1<0.008の範囲内である
ことを特徴とする請求項1に記載のシミュレーション方法。
The simulation according to claim 1, wherein a ratio E2 / E1 between a Young's modulus E2 of the coating rubber and a Young's modulus E1 of the organic fiber cord is in a range of 0 <E2 / E1 <0.008. Method.
前記工程A1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又はソリッド要素のいずれかの要素として定義する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のシミュレーション方法。
3. The simulation method according to claim 1, wherein, in the step A <b> 1, the inclined belt layer of the tire that is the reinforcing member is defined as any element of a membrane element, a shell element, or a solid element.
前記工程A1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又はソリッド要素のいずれかの要素として定義する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のシミュレーション方法。
4. The process according to claim 1, wherein in step A <b> 1, a belt reinforcing layer of the tire that is the reinforcing member is defined as any one of a membrane element, a shell element, and a solid element. The simulation method described.
前記工程A1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又はソリッド要素のいずれかの要素として定義する
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のシミュレーション方法。
The said process A1 WHEREIN: The carcass ply layer of the said tire which is the said frame | skeleton member is defined as any element of a membrane element, a shell element, or a solid element, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. The simulation method described.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載のシミュレーション方法を実行する
ことを特徴とするシミュレーション装置。
A simulation apparatus that executes the simulation method according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016024588A (en) * 2014-07-18 2016-02-08 横浜ゴム株式会社 Simulation method of pneumatic tire and simulation device

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