JP2013105260A - 粘弾性体構造物の断面形状の設計装置、その方法及びそのプログラム - Google Patents
粘弾性体構造物の断面形状の設計装置、その方法及びそのプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013105260A JP2013105260A JP2011247700A JP2011247700A JP2013105260A JP 2013105260 A JP2013105260 A JP 2013105260A JP 2011247700 A JP2011247700 A JP 2011247700A JP 2011247700 A JP2011247700 A JP 2011247700A JP 2013105260 A JP2013105260 A JP 2013105260A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sectional shape
- cross
- temperature
- function
- level set
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 83
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 91
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 35
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 24
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 11
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 9
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000003050 experimental design method Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
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
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
Landscapes
- Tires In General (AREA)
Abstract
【解決手段】タイヤの初期断面形状についてヒステリシス損失に基づく温度分布を求め(S2)、高温領域を変更対象領域として特定する(S3)。初期断面形状に対するレベルセット関数の分布を求め(S4)、初期断面形状の境界線上に仮想点列を設定する(S5)。レベルセット関数の分布に基づき、変更対象領域におけるレベルセット関数の値の高い領域が減るように仮想点列を移動させて(S6,S7,S8)、断面形状を更新し、更新した断面形状について温度分布を求め(S9)、求めた温度分布から高温領域の面積を求めて(S10)、その収束性を判定する(S11)。
【選択図】図5
Description
入力部12は、設計対象となる空気入りタイヤの初期断面形状を含めたタイヤについてのデータを取得する。例えば、図11に示すタイヤの初期断面形状Aとともに、その内部構造に関するデータを取得する。内部構造に関するデータとしては、空気入りタイヤを構成するトレッドゴム、サイドウォールゴム、ベルト、カーカスなどの形状、配置、材料物性値などが挙げられる。
第1温度計算部14は、上記初期断面形状について、ヒステリシス損失に基づく温度分布を求める。第1温度計算部14は、公知の構造ソルバーを用いて構成することができ、例えば、特開2005−306174号公報に記載された方法を採用することができる。
領域特定部16は、上記で得られた温度分布に基づいて、タイヤ断面形状に変更を加えるべき変更対象領域Gを特定する。詳細には、上記温度分布から所定以上の温度を持つ高温領域G1を指定し、該高温領域G1を含むタイヤ断面形状の一部を変更対象領域Gとして特定する。
初期関数計算部18は、上記初期断面形状Aに対するレベルセット関数の分布を求める。図3に示すように、初期関数計算部18は、仮想セル設定部40と、境界点列設定部42と、第1関数計算部44と、等位線計算部46を有する。
仮想点列設定部20は、初期断面形状Aの境界線上に、図18に示すように、複数の仮想点Fを設けることにより仮想点列を設定する。仮想点Fの数は、表現したい形状を再現できる分解能となるように設定すればよい。仮想点列の設定方法は、上記境界点列の設定と同様、ユーザーがマウス等によって人為的に設定してもよく、また、エッジ上の所定距離毎に仮想点Fを発生させてもよい。各仮想点Fは、直交座標系において(x,y)で表される。なお、上記で設定した境界点列をそのまま仮想点列として定めてもよい。
形状更新部22は、レベルセット関数φの分布に基づき、上記変更対象領域Gの仮想点列を移動させて、タイヤ断面形状を更新するものであり、変更対象領域Gでレベルセット関数φの高い領域が減るように仮想点列を移動させる。レベルセット関数φの値が低い領域は、タイヤ表面からの距離が近いため、放熱しやすく、ヒステリシス損失に基づく温度は低くなる。一方で、レベルセット関数φの値が高い領域は、タイヤ外面からの距離が遠いため、放熱しにくく、ヒステリシス損失に基づく温度は高くなる。そのため、温度の高低を表す指標としてレベルセット関数φの分布を参照することができ、タイヤ内部の発熱を抑える方向を探りやすいので、タイヤ断面形状を効率的に更新することができる。
第2温度計算部24は、上記で更新した断面形状について、ヒステリシス損失に基づく温度分布を求める。温度分布の計算は、第1温度計算部14と同様であり、公知の構造ソルバーを用いて実行することができる。
判定部26は、第2温度計算部24で求めた温度分布に基づく特性の収束性を判定し、収束していなければ、レベルセット関数φの分布を上記で更新した断面形状のものに更新した上で、形状更新部22と第2温度計算部24の処理を繰り返すように制御し、収束していれば、収束した前記特性を与える断面形状を、最適化した断面形状と判定する。
出力部28は、上記により得られた最適解としてのタイヤ断面形状を出力する。断面形状の出力は、ディスプレイによって表示したり、プリンタによって印刷したりすることにより行うことができる。
18…初期関数計算部 20…仮想点列設定部 22…形状更新部
24…第2温度計算部 26…判定部
A…初期断面形状 C…仮想セル F…仮想点
G…変更対象領域 G1…高温領域 MR…指定領域
P…評価点 Q…境界点 T…参照等位線
Claims (9)
- 粘弾性体構造物の断面形状を設計するための設計装置において、
粘弾性体構造物の初期断面形状についてヒステリシス損失に基づく温度分布を求める第1温度計算部と、
得られた温度分布に基づいて、前記粘弾性体構造物の断面形状に変更を加えるべき変更対象領域を特定する領域特定部と、
前記初期断面形状に対するレベルセット関数の分布を求める初期関数計算部と、
前記初期断面形状の境界線上に仮想点列を設定する仮想点列設定部と、
前記レベルセット関数の分布に基づき、前記変更対象領域の前記仮想点列を移動させて、前記粘弾性体構造物の断面形状を更新する形状更新部と、
前記更新した断面形状についてヒステリシス損失に基づく温度分布を求める第2温度計算部と、
前記第2温度計算部で求めた温度分布に基づく特性の収束性を判定し、収束していなければ、前記形状更新部及び第2温度計算部の処理を繰り返すように制御し、収束していれば、収束した前記特性を与える断面形状を、最適化した断面形状と判定する判定部と、
を有することを特徴とする粘弾性体構造物の断面形状の設計装置。 - 前記初期関数計算部は、複数の要素に分割した仮想セルを前記初期断面形状と重ね合わせ、前記初期断面形状の境界線上に境界点列を作成し、前記初期断面形状の内側における前記各要素の評価点と最短距離にある境界点列の中の境界点を特定し、前記最短距離を値とするレベルセット関数を前記要素毎に計算し、前記境界線から所定の距離にある等位線を、レベルセット関数の値を用いて計算することで、前記レベルセット関数の分布を求めることを特徴とする請求項1記載の設計装置。
- 前記形状更新部は、前記変更対象領域において、前記レベルセット関数の値が所定以上である領域の面積が減るように、前記仮想点列を移動させることを特徴とする請求項1又は2記載の設計装置。
- 前記領域特定部は、前記得られた温度分布から所定以上の温度を持つ領域を高温領域に指定し、該高温領域を含む断面形状の一部を前記変更対象領域として特定する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の設計装置。 - 前記判定部は、前記第2温度計算部で求めた温度分布から、前記更新対象領域において所定以上の温度を持つ領域の面積を求め、該面積が所定の値以下となっていれば、収束していると判定することを特徴とする請求項4記載の設計装置。
- 前記粘弾性体構造物は、内部に熱伝導性部材が埋設されたゴム弾性体からなる構造物であり、
前記初期関数計算部は、前記レベルセット関数の値を算出する際、前記評価点と当該評価点と最短距離にある境界点との間に前記熱伝導性部材が存在するときに、前記熱伝導性部材の厚み分だけ距離を差し引いてレベルセット関数の値を算出することを特徴とする請求項2記載の設計装置。 - 前記粘弾性体構造物が空気入りタイヤであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の設計装置。
- 粘弾性体構造物の断面形状を設計する設計方法において、
粘弾性体構造物の初期断面形状についてヒステリシス損失に基づく温度分布を求める第1温度計算ステップと、
得られた温度分布に基づいて、前記粘弾性体構造物の断面形状に変更を加えるべき変更対象領域を特定する領域特定ステップと、
前記初期断面形状に対するレベルセット関数の分布を求める初期関数計算ステップと、
前記初期断面形状の境界線上に仮想点列を設定する仮想点列設定ステップと、
前記レベルセット関数の分布に基づき、前記変更対象領域の前記仮想点列を移動させて、前記粘弾性体構造物の断面形状を更新する形状更新ステップと、
前記更新した断面形状についてヒステリシス損失に基づく温度分布を求める第2温度計算ステップと、
前記第2温度計算ステップで求めた温度分布に基づく特性の収束性を判定し、収束していなければ、前記形状更新ステップ及び第2温度計算ステップの処理を繰り返すように制御し、収束していれば、収束した前記特性を与える断面形状を、最適化した断面形状と判定する判定ステップと、
を有することを特徴とする粘弾性体構造物の断面形状の設計方法。 - 粘弾性体構造物の断面形状を設計する設計プログラムにおいて、
コンピュータに、
粘弾性体構造物の初期断面形状についてヒステリシス損失に基づく温度分布を求める第1温度計算機能と、
得られた温度分布に基づいて、前記粘弾性体構造物の断面形状に変更を加えるべき変更対象領域を特定する領域特定機能と、
前記初期断面形状に対するレベルセット関数の分布を求める初期関数計算機能と、
前記初期断面形状の境界線上に仮想点列を設定する仮想点列設定機能と、
前記レベルセット関数の分布に基づき、前記変更対象領域の前記仮想点列を移動させて、前記粘弾性体構造物の断面形状を更新する形状更新機能と、
前記更新した断面形状についてヒステリシス損失に基づく温度分布を求める第2温度計算機能と、
前記第2温度計算機能で求めた温度分布に基づく特性の収束性を判定し、収束していなければ、前記形状更新機能及び第2温度計算機能の処理を繰り返すように制御し、収束していれば、収束した前記特性を与える断面形状を、最適化した断面形状と判定する判定機能と、
を実現するための粘弾性体構造物の断面形状の設計プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011247700A JP5946628B2 (ja) | 2011-11-11 | 2011-11-11 | 粘弾性体構造物の断面形状の設計装置、その方法及びそのプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011247700A JP5946628B2 (ja) | 2011-11-11 | 2011-11-11 | 粘弾性体構造物の断面形状の設計装置、その方法及びそのプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013105260A true JP2013105260A (ja) | 2013-05-30 |
JP5946628B2 JP5946628B2 (ja) | 2016-07-06 |
Family
ID=48624767
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011247700A Active JP5946628B2 (ja) | 2011-11-11 | 2011-11-11 | 粘弾性体構造物の断面形状の設計装置、その方法及びそのプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5946628B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015141525A (ja) * | 2014-01-28 | 2015-08-03 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤのシミュレーション方法 |
CN117332523A (zh) * | 2023-09-27 | 2024-01-02 | 之江实验室 | 一种基于非局域时空模型的机器人结构件优化方法及装置 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5559729A (en) * | 1993-10-06 | 1996-09-24 | Bridgestone Corporation | Method for designing pneumatic tires |
JP2002015010A (ja) * | 2000-06-29 | 2002-01-18 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 製品形状設計方法およびこれを用いて設計される空気入りタイヤ |
JP2006321340A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Bridgestone Corp | タイヤ設計装置及びタイヤ設計方法 |
JP2007210527A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Bridgestone Corp | タイヤの温度分布予測方法とタイヤの温度分布予測計算プログラム |
JP2009269557A (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | タイヤの設計方法及びそのプログラム |
WO2010029810A1 (ja) * | 2008-09-11 | 2010-03-18 | 国立大学法人京都大学 | 構造最適化装置、構造最適化方法及び構造最適化プログラム |
JP2010108451A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Hiroshima Univ | 形状最適化方法、形状最適化装置、及び、プログラム |
JP2012221472A (ja) * | 2011-04-14 | 2012-11-12 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | モデル作成装置、その方法及びそのプログラム |
JP2012221418A (ja) * | 2011-04-13 | 2012-11-12 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | 解析装置、その方法及びそのプログラム |
-
2011
- 2011-11-11 JP JP2011247700A patent/JP5946628B2/ja active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5559729A (en) * | 1993-10-06 | 1996-09-24 | Bridgestone Corporation | Method for designing pneumatic tires |
JP2002015010A (ja) * | 2000-06-29 | 2002-01-18 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 製品形状設計方法およびこれを用いて設計される空気入りタイヤ |
JP2006321340A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Bridgestone Corp | タイヤ設計装置及びタイヤ設計方法 |
JP2007210527A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Bridgestone Corp | タイヤの温度分布予測方法とタイヤの温度分布予測計算プログラム |
JP2009269557A (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | タイヤの設計方法及びそのプログラム |
WO2010029810A1 (ja) * | 2008-09-11 | 2010-03-18 | 国立大学法人京都大学 | 構造最適化装置、構造最適化方法及び構造最適化プログラム |
JP2010108451A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Hiroshima Univ | 形状最適化方法、形状最適化装置、及び、プログラム |
JP2012221418A (ja) * | 2011-04-13 | 2012-11-12 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | 解析装置、その方法及びそのプログラム |
JP2012221472A (ja) * | 2011-04-14 | 2012-11-12 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | モデル作成装置、その方法及びそのプログラム |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015141525A (ja) * | 2014-01-28 | 2015-08-03 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤのシミュレーション方法 |
CN117332523A (zh) * | 2023-09-27 | 2024-01-02 | 之江实验室 | 一种基于非局域时空模型的机器人结构件优化方法及装置 |
CN117332523B (zh) * | 2023-09-27 | 2024-04-16 | 之江实验室 | 一种基于非局域时空模型的机器人结构件优化方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5946628B2 (ja) | 2016-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3092624B1 (en) | Method for structure preserving topology optimization of lattice structures for additive manufacturing | |
JP7177602B2 (ja) | 付加製造により誘起される状態を考慮した、付加製造部品の構造最適化法 | |
US9122822B2 (en) | Three-dimensional fluid simulation method | |
WO2017088134A1 (en) | System and method for modeling of parts with lattice structures | |
KR20130037492A (ko) | 곡 주판의 전개 형상 예측 방법 | |
CN108319799A (zh) | 一种自主水下航行器的外形多保真度优化设计方法 | |
JP2005306174A (ja) | タイヤ性能予測方法 | |
JP5163472B2 (ja) | パラメタ空間を分割してモデル化する設計支援装置、方法、及びプログラム | |
JP5946628B2 (ja) | 粘弾性体構造物の断面形状の設計装置、その方法及びそのプログラム | |
Kerfriden et al. | Statistical extraction of process zones and representative subspaces in fracture of random composites | |
Stankovic et al. | Optimization of additively manufactured multi-material lattice structures using generalized optimality criteria | |
JP2009045627A (ja) | プレス成形条件最適化方法、およびプレス成形条件最適化プログラム | |
JP2015125461A (ja) | シミュレーション方法、その装置およびプログラム | |
Abdi | Evolutionary topology optimization of continuum structures using X-FEM and isovalues of structural performance | |
JP5792502B2 (ja) | 解析装置、その方法及びそのプログラム | |
Li et al. | A 3D structure mapping-based efficient topology optimization framework | |
JP6039210B2 (ja) | タイヤの耐久性の予測方法 | |
KR101335497B1 (ko) | 멀티그리드를 이용한 유체 시뮬레이션 시스템 및 방법 | |
CN114781207A (zh) | 基于不确定性和半监督学习的热源布局温度场预测方法 | |
KR101499864B1 (ko) | 인공벌 군집 알고리즘을 이용한 컴플라이언트 메커니즘의 위상 최적화 방법 및 장치 | |
Chen et al. | Reliability evaluation of bridges based on nonprobabilistic response surface limit method | |
Edke et al. | Shape optimization for 2-D mixed-mode fracture using Extended FEM (XFEM) and Level Set Method (LSM) | |
JP2017091007A (ja) | タイヤモデル作成方法、タイヤ形状最適化方法、タイヤモデル作成装置、タイヤ形状最適化装置、およびプログラム | |
Ku et al. | Statistical topology optimization scheme for structural damage identification | |
JP6184180B2 (ja) | 部品選択方法、プログラム及びシステム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140918 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151027 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151110 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151224 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160517 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160601 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5946628 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |