JP2013184636A

JP2013184636A - Method for forming structure cross-sectional shape, method for determining structure cross-sectional shape, method for manufacturing structure, device for determining structure cross-sectional shape, and program

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Publication number: JP2013184636A
Application number: JP2012052884A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kojima; 隆嗣小島; Masataka Koishi; 正隆小石
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2013-09-19
Anticipated expiration: 2032-03-09
Also published as: JP6123159B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently optimize a structure cross-sectional shape when determining the structure cross-sectional shape by using a computer.SOLUTION: A computer sets a first region and a second region in a reference structure cross-sectional shape. The first region is used for determining a cross-sectional shape by using a design dimension parameter of the reference structure cross-sectional shape. When deformation shapes in structure cross-sectional surfaces of a plurality of natural vibration modes of the reference structure cross-sectional shape are assumed to be basal cross-sectional shapes, the second region is used for determining a cross-sectional shape by using the basal cross-sectional shapes. The computer changes a dimension in a range of a determined design dimension parameter for the first region, and changes a value of weight strength in a determined weighting range for the second region to perform the weighting addition of the basal cross-sectional shape, and thereby forms a trial cross-sectional shape including the first region and the second region. A structure cross-sectional shape is optimized by using the trial cross-sectional shape.

Description

本発明は、構造体断面形状を作成する構造体断面形状作成方法と、構造体断面形状を決定する構造体断面形状決定方法及び構造体断面形状決定装置と、決定した構造体断面形状から構造体を製造する構造体製造方法と、構造体断面形状作成方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。 The present invention relates to a structure cross-sectional shape creating method for creating a structure cross-sectional shape, a structure cross-sectional shape determining method and a structure cross-sectional shape determining device for determining a structure cross-sectional shape, and a structure from the determined structure cross-sectional shape The present invention relates to a program for causing a computer to execute a structure manufacturing method and a structure cross-sectional shape creation method.

従来、構造体の構造や形状等の設計では、構造体を試作して実験を行うことによって性能評価が行われ、また、構造体の構造解析モデルを作成し、有限要素法等をはじめとする種々の構造解析手法を用いて数値実験を行って性能評価が行われる。さらに、その性能評価の結果に基づいて、構造体や構造解析モデルの再試作・再作成が行われる、いわゆる試行錯誤による設計探索が多かった。そのため、設計者の所望する最適な構造体を設計するには、多大の労力や多大の時間、さらには多大の試作コストを費やす必要があった。 Conventionally, in the design of the structure and shape of a structure, performance evaluation is performed by making a prototype of the structure and conducting an experiment, and a structure analysis model of the structure is created, including the finite element method Performance evaluation is performed by conducting numerical experiments using various structural analysis methods. Furthermore, there are many design searches by so-called trial and error, in which re-production / re-creation of structures and structural analysis models is performed based on the results of performance evaluation. Therefore, to design an optimum structure desired by the designer, it has been necessary to spend a great deal of labor, a lot of time, and a lot of trial production costs.

この点については、タイヤ製造業者においても同様であり、空気入りタイヤ（以降、タイヤという）の設計は、試行錯誤による試作や数値実験により、多大な労力、時間およびコストを必要とした。特に、タイヤの回転軸を含む平面で切断した断面形状、すなわちタイヤ断面形状は、タイヤ性能に大きな影響を及ぼすため、所望のタイヤ性能を得るためには特に慎重に設計する必要があった。
ところで、今日、コンピュータ等による数値計算の高速処理の向上により、最適な製品性能を得るための数値計算による最適設計手法が種々提案されている。これによると、上記問題を解決し、効率よく最適設計を行うことができるとされている。しかし、構造体であるタイヤは、タイヤ断面形状の規定方法の複雑さに起因して上記最適設計手法が十分に活かされ難いといった問題があった。 This is also true for tire manufacturers, and the design of pneumatic tires (hereinafter referred to as tires) required a great deal of labor, time, and cost through trial and error trials and numerical experiments. In particular, the cross-sectional shape cut by a plane including the rotation axis of the tire, that is, the tire cross-sectional shape has a great influence on the tire performance, and therefore, it has been necessary to design it with particular care in order to obtain the desired tire performance.
By the way, various optimum design methods based on numerical calculation for obtaining optimum product performance have been proposed today by improving high-speed processing of numerical calculation by a computer or the like. According to this, it is said that the above problem can be solved and an optimum design can be efficiently performed. However, the tire as a structure has a problem that the optimum design technique is not sufficiently utilized due to the complexity of the method for defining the tire cross-sectional shape.

これに対して、タイヤ設計に好適に用いられる最適形状設計方法が知られている（特許文献１）。この最適形状設計方法では、製品形状の複数の基底断面形状を製品形状の固有振動モードの変形形状とし、この基底断面形状を実験計画法に基づき線型的に組み合わせて複数のサンプル製品形状を生成し、この生成されたサンプル製品形状の製品性能の評価値を求め、この製品性能の評価値に基づき、評価値が最適値となる最適製品形状を抽出する。 On the other hand, the optimal shape design method used suitably for tire design is known (patent document 1). In this optimum shape design method, a plurality of base cross-sectional shapes of the product shape are made deformed shapes of the natural vibration mode of the product shape, and a plurality of sample product shapes are generated by linearly combining the base cross-sectional shapes based on the experimental design method. Then, the evaluation value of the product performance of the generated sample product shape is obtained, and the optimum product shape with the evaluation value being the optimum value is extracted based on the evaluation value of the product performance.

特開２００２−１５０１０号公報JP 2002-15010 A

上述の公知の最適形状設計方法をタイヤ断面形状に適用する場合、当該方法は、目標とするタイヤ性能を最適化するために、多様な基底断面形状を用いることが好ましく、そのためには、タイヤ断面形状の高次の固有振動モードの変形形状を用いなければならない。すなわち、目標とするタイヤ性能を達成するために、タイヤ断面形状を最適化する際、基底断面形状として、タイヤ断面形状の高次の固有振動モードの変形形状を用いるが、この変形形状には、基底断面形状として含めたくない部分と、基底断面形状として含めたい部分が含まれている場合が多い。例えば、基底断面形状に含めたいサイド部が波打った変形形状を有する固有振動モードの変形形状では、トレッド部の外形も波打つ。しかし、このトレッド部の変形形状は、基底断面形状として含めたくない。トレッド部の外形が波打った変形形状を最終製品のタイヤ断面形状に反映した場合、目標とするタイヤ性能は向上するが、他の性能、例えば偏摩耗が増大し転がり抵抗が増大する他、操縦安定性等が悪化する。
このように、上述の最適形状設計方法では、実用的なタイヤ性能を有するようにタイヤ断面形状を定めてタイヤを設計することが難しい場合がある。
このような問題は、例えば、飛行機の翼やタービンブレードのような流体抵抗を適正に制御することが望まれる構造体や自動車のエンジンにおけるシリンダヘッドやピストン等の耐久性能を維持・向上しつつ摩擦損失の低減や軽量化が望まれる構造体、さらには、ゴルフクラブヘッドのような応力の集中を抑制する構造体の開発においても同様の問題を有する。 When the above-described known optimum shape design method is applied to the tire cross-sectional shape, the method preferably uses various base cross-sectional shapes in order to optimize the target tire performance. The deformed shape of the higher natural vibration mode of the shape must be used. That is, when optimizing the tire cross-sectional shape in order to achieve the target tire performance, a deformed shape of a higher-order natural vibration mode of the tire cross-sectional shape is used as the base cross-sectional shape. In many cases, a portion that is not included as the base cross-sectional shape and a portion that is included as the base cross-sectional shape are included. For example, in the deformed shape of the natural vibration mode having a deformed shape in which the side portion desired to be included in the base cross-sectional shape is wavy, the outer shape of the tread portion is also wavy. However, the deformed shape of the tread portion is not desired to be included as the base cross-sectional shape. When the deformed shape with the wavy outer shape of the tread is reflected in the tire cross-sectional shape of the final product, the target tire performance is improved, but other performances such as uneven wear increase and rolling resistance increase. Stability etc. deteriorates.
Thus, with the above-described optimum shape design method, it may be difficult to design a tire by determining the tire cross-sectional shape so as to have practical tire performance.
Such problems include, for example, friction while maintaining and improving the durability performance of cylinder heads and pistons in structures and automobile engines where it is desired to properly control fluid resistance, such as airplane wings and turbine blades. There are similar problems in the development of structures for which loss reduction and weight reduction are desired, as well as structures that suppress stress concentration, such as golf club heads.

そこで、本発明は、構造体断面形状を効率よく最適化することができる構造体断面形状作成方法と、最適化した構造体断面形状を効率よく見つけ出すことができる構造体断面形状決定方法及び構造体断面形状決定装置と、決定した構造体断面形状から構造体を製造する構造体製造方法と、構造体断面形状を最適化することができる構造体断面形状作成方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a structure cross-sectional shape creation method capable of efficiently optimizing a structure cross-sectional shape, and a structure cross-sectional shape determination method and structure capable of efficiently finding the optimized structure cross-sectional shape. Provided is a program for causing a computer to execute a cross-sectional shape determining device, a structure manufacturing method for manufacturing a structure from the determined cross-sectional shape of the structure, and a structure cross-sectional shape creating method capable of optimizing the cross-sectional shape of the structure For the purpose.

本発明の一態様は、構造体断面形状を、コンピュータを用いて作成する構造体断面形状作成方法である。
当該方法は、
コンピュータが、基準とする参照構造体断面形状を有する参照構造体モデルを作成する工程と、
前記コンピュータが、前記参照構造体モデルの参照構造体断面形状に対して、前記参照構造体断面形状の設計寸法パラメータを用いて構造体断面形状を定める第１領域と、前記参照構造体断面形状を有する構造体の複数の固有振動モードのうち構造体断面形状が変形する複数の固有振動モードの、構造体断面内の変形形状を基底断面形状としたとき、前記基底断面形状を用いて構造体断面形状を定める第２領域と、を設定し、さらに、前記設計寸法パラメータの寸法を変化させる寸法範囲と、前記基底断面形状の重み付け加算を行うための重み強度の値を変化させる重み付け範囲を設定する工程と、
前記コンピュータが、前記第１領域については前記寸法範囲内の前記寸法を用いることにより、前記第２領域については前記重み付け範囲内の前記重み強度の値を用いて前記基底断面形状の重み付け加算を行うことにより、前記第１領域及び前記第２領域を含む試行断面形状を作成する工程と、を有する。 One embodiment of the present invention is a structure cross-sectional shape creation method for creating a cross-sectional shape of a structure using a computer.
The method is
A step of creating a reference structure model having a reference structure cross-sectional shape as a reference;
A first area for defining a cross-sectional shape of the structure using a design dimension parameter of the cross-sectional shape of the reference structure, and a cross-sectional shape of the reference structure; When the deformation shape in the structure cross section of the plurality of natural vibration modes in which the structure cross-sectional shape is deformed among the plurality of natural vibration modes of the structure having the base cross-sectional shape is used as the cross-section of the structure A second region for defining the shape, and a dimension range for changing the dimension of the design dimension parameter and a weighting range for changing the value of the weight intensity for performing weighted addition of the base cross-sectional shape. Process,
The computer uses the dimensions within the size range for the first region, and performs weighted addition of the base cross-sectional shape using the weight intensity value within the weight range for the second region. And a step of creating a trial cross-sectional shape including the first region and the second region.

本発明の他の一態様は、構造体断面形状を、コンピュータを用いて決定する構造体断面形状決定方法である。
当該方法は、
コンピュータが、基準とする参照構造体断面形状を有する参照構造体モデルを作成する工程と、
前記コンピュータが、前記参照構造体モデルに対して、前記参照構造体断面形状の設計寸法パラメータを用いて構造体断面形状を定める第１領域と、前記参照構造体断面形状を有する構造体の複数の固有振動モードのうち構造体断面形状が変形する複数の固有振動モードの、構造体断面内の変形形状を基底断面形状としたとき、前記基底断面形状を用いて構造体断面形状を定める第２領域と、を設定し、さらに、前記設計寸法パラメータの寸法を変化させる寸法範囲と、前記基底断面形状の重み付け加算を行うための重み強度の値を変化させる重み付け範囲を設定する工程と、
前記コンピュータが、前記第１領域については前記寸法範囲内の前記寸法を用いることにより、前記第２領域については前記重み付け範囲内の前記重み強度の値を用いて前記基底断面形状の重み付け加算を行うことにより、前記第１領域及び前記第２領域を含む試行断面形状を作成する工程と、
前記コンピュータが、前記試行断面形状を構造体断面形状とする試行構造体モデルを作成し、この作成した前記試行構造体モデルを用いて構造体の性能のシミュレーションを行うことにより、前記試行断面形状の性能評価を行う工程と、
前記コンピュータが、前記設計寸法パラメータの寸法の変更と前記重み強度の値の変更を行なって前記性能評価を行うことにより、前記性能評価の結果が予め設定された条件を満足する試行断面形状を探索して、前記性能評価に適合した構造体断面形状を決定する工程と、を有する。 Another embodiment of the present invention is a structure cross-sectional shape determination method for determining a cross-sectional shape of a structure using a computer.
The method is
A step of creating a reference structure model having a reference structure cross-sectional shape as a reference;
A first region for defining a cross-sectional shape of the structure using a design dimension parameter of the cross-sectional shape of the reference structure with respect to the reference structure model; and a plurality of structures having the cross-sectional shape of the reference structure. A second region that defines the cross-sectional shape of the structure using the base cross-sectional shape when a deformed shape in the cross-section of the structure of a plurality of natural vibration modes in which the cross-sectional shape of the structure is deformed is a base cross-sectional shape. And, further, setting a dimension range for changing the dimension of the design dimension parameter, and a weighting range for changing a weight intensity value for performing weighted addition of the base cross-sectional shape;
The computer uses the dimensions within the size range for the first region, and performs weighted addition of the base cross-sectional shape using the weight intensity value within the weight range for the second region. Thereby creating a trial cross-sectional shape including the first region and the second region;
The computer creates a trial structure model having the trial cross-sectional shape as a structure cross-sectional shape, and performs simulation of the performance of the structure using the created trial structure model. A process for performance evaluation;
The computer performs a performance evaluation by changing the dimensions of the design dimension parameter and the value of the weight intensity, thereby searching for a trial cross-sectional shape that satisfies the preset condition of the performance evaluation result And determining a cross-sectional shape of the structure suitable for the performance evaluation.

本発明の他の一態様は、
前記構造体断面形状決定方法によって決定されたタイヤ断面形状の外周面の形状に基いてタイヤ金型の内面形状を決定し作製する工程と、
未加硫タイヤを、作製した前記タイヤ金型を用いて未加流タイヤの加硫を行うことにより、タイヤを製造する工程と、を有することを特徴とする構造体の製造方法である。 Another aspect of the present invention is:
Determining and producing the inner surface shape of the tire mold based on the shape of the outer peripheral surface of the tire cross-sectional shape determined by the structure cross-sectional shape determining method;
And a step of producing a tire by vulcanizing an unvulcanized tire using the produced tire mold of the unvulcanized tire.

本発明の他の一態様は、構造体断面形状を作成する構造体断面形状作成方法を、コンピュータに実行させる、コンピュータが読み取り可能なプログラムである。
当該プログラムは、
コンピュータの演算部に、基準とする参照構造体断面形状の参照構造体モデルを作成させる手順と、
前記コンピュータの前記演算部に、前記参照構造体モデルに対して、前記参照構造体断面形状の設計寸法パラメータを用いて構造体断面形状を定める第１領域と、前記参照構造体断面形状を有する構造体の複数の固有振動モードのうち構造体断面の形状が変形する複数の固有振動モードの、構造体断面内の変形形状を基底断面形状としたとき、前記基底断面形状を用いて構造体断面形状を定める第２領域と、を設定させ、さらに、前記設計寸法パラメータの寸法を変化させる寸法範囲と、前記基底断面形状の重み付け加算を行うための重み強度の値を変化させる重み付け範囲を設定させる手順と、
前記コンピュータの前記演算部に、前記第１領域については前記寸法範囲内の前記寸法を用いさせることにより、前記第２領域については前記重み付け範囲内の前記重み強度の値を用いさせて前記基底断面形状の重み付け加算を行わせることにより、前記第１領域及び前記第２領域を含む試行断面形状を作成させる手順と、
前記コンピュータの前記演算部に、前記試行断面形状を構造体断面形状とする試行構造体モデルを作成させ、この作成した前記試行構造体モデルを用いて構造体の性能のシミュレーションを行わせることにより、前記試行断面形状の性能評価を行わせる手順と、
前記コンピュータの前記演算部に、前記設計寸法パラメータにおける寸法の変更と前記重み強度の値の変更を行わせて前記性能評価を行わせることにより、前記性能評価の結果が予め設定された条件を満足する試行断面形状を探索させて、前記性能評価に適合した構造体断面形状を決定させる手順と、を有する。 Another embodiment of the present invention is a computer-readable program that causes a computer to execute a structure cross-sectional shape creation method for creating a structure cross-sectional shape.
The program is
A procedure for causing the computing unit of the computer to create a reference structure model of a reference structure cross-sectional shape as a reference,
A structure having a first region for defining a cross-sectional shape of a structure using a design dimension parameter of the cross-sectional shape of the reference structure for the reference structure model, and a structure having the cross-sectional shape of the reference structure, in the arithmetic unit of the computer The cross-sectional shape of the structure using the base cross-sectional shape when the deformation shape in the cross-section of the structure of the plurality of natural vibration modes in which the shape of the cross-section of the structure is deformed among the plurality of natural vibration modes of the body is the base cross-sectional shape A second region for determining the size, and a step for setting a size range for changing the dimension of the design size parameter and a weighting range for changing a weight intensity value for performing weighted addition of the base cross-sectional shape When,
By causing the computing unit of the computer to use the dimension within the dimension range for the first region, and to use the value of the weight intensity within the weight range for the second region, the base section A procedure for creating a trial cross-sectional shape including the first region and the second region by performing weighted addition of shapes;
By causing the calculation unit of the computer to create a trial structure model having the trial cross-sectional shape as a structure cross-sectional shape, and performing simulation of the performance of the structure using the created trial structure model, A procedure for performing a performance evaluation of the trial cross-sectional shape;
By causing the computing unit of the computer to perform the performance evaluation by changing the dimension in the design dimension parameter and the value of the weight strength, the result of the performance evaluation satisfies a preset condition. And searching for a trial cross-sectional shape to determine a structure cross-sectional shape suitable for the performance evaluation.

本発明の他の一態様は、構造体断面形状を決定する構造体断面形状決定装置である。
当該装置は、
基準とする参照構造体断面形状の参照構造体モデルを作成する第１モデル作成部と、
前記参照構造体モデルに対して、前記参照構造体断面形状の設計寸法パラメータを用いて構造体断面形状を定める第１領域と、前記参照構造体断面形状を有する構造体の複数の固有振動モードのうち構造体断面の形状が変形する複数の固有振動モードの、構造体断面内の変形形状を基底断面形状としたとき、前記基底断面形状を用いて構造体断面形状を定める第２領域と、を設定し、さらに、前記設計寸法パラメータの寸法を変化させる寸法範囲と、前記基底断面形状の重み付け加算を行うための重み強度の値を変化させる重み付け範囲を設定する設定部と、
前記第１領域については前記寸法範囲内の前記寸法を用いることにより、前記第２領域については前記重み付け範囲内の前記重み強度の値を用いて前記基底断面形状の重み付け加算を行うことにより、前記第１領域及び前記第２領域を含む試行断面形状を作成する試行断面形状作成部と、
前記試行断面形状を構造体断面形状とする試行モデルを作成する第２モデル作成部と、
作成した前記試行モデルを用いて構造体の性能のシミュレーションを行うことにより、前記試行断面形状の性能評価を行う評価部と、
前記重み付け加算に用いる重み強度の値を変更して前記試行断面形状の前記性能評価を行うことにより、前記性能評価の結果が予め設定された条件を満足する試行断面形状を探索して、前記性能評価に適合した構造体断面形状を決定する決定部と、を有する。 Another embodiment of the present invention is a structure cross-sectional shape determining apparatus that determines a structure cross-sectional shape.
The device is
A first model creation unit that creates a reference structure model of a reference structure cross-sectional shape as a reference;
For the reference structure model, a first region that defines a structure sectional shape using a design dimension parameter of the reference structure sectional shape, and a plurality of natural vibration modes of the structure having the reference structure sectional shape Of the plurality of natural vibration modes in which the shape of the cross section of the structure is deformed, when the deformed shape in the cross section of the structure is the base cross sectional shape, a second region that defines the cross sectional shape of the structure using the base cross sectional shape, A setting unit for setting a weight range for changing a weight range for performing weighted addition of the base cross-sectional shape, and a size range for changing the dimension of the design dimension parameter;
By using the dimension within the dimension range for the first region, and by performing weighted addition of the base cross-sectional shape using the weight intensity value within the weighting range for the second region, A trial cross-sectional shape creation unit for creating a trial cross-sectional shape including the first region and the second region;
A second model creation unit for creating a trial model in which the trial cross-sectional shape is a structure cross-sectional shape;
By performing simulation of the performance of the structure using the created trial model, an evaluation unit that performs performance evaluation of the trial cross-sectional shape,
By changing the value of the weight strength used for the weighted addition and performing the performance evaluation of the trial cross-sectional shape, the performance evaluation result is searched for a trial cross-sectional shape that satisfies a preset condition, and the performance And a determining unit that determines a cross-sectional shape of the structure that is suitable for the evaluation.

上述の態様の構造体断面形状作成方法、構造体断面形状決定方法、構造体製造方法、構造体断面形状決定装置、及びプログラムによれば、構造体断面形状を効率よく最適化することができ、また、最適化した構造体断面形状を効率よく見つけ出すことができる。 According to the structure cross-sectional shape creation method, the structure cross-sectional shape determination method, the structure manufacturing method, the structure cross-sectional shape determination device, and the program of the above-described aspect, the structure cross-sectional shape can be optimized efficiently, Moreover, the optimized structure cross-sectional shape can be found efficiently.

本実施形態のタイヤ断面形状決定装置のブロック図である。It is a block diagram of the tire cross-sectional shape determination apparatus of this embodiment. 図１に示すタイヤ断面形状決定装置で作成される参照タイヤモデルのタイヤ断面形状の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the tire cross-sectional shape of the reference tire model created with the tire cross-sectional shape determination apparatus shown in FIG. （ａ）〜（ｃ）は、本実施形態において設定される第１領域と第２領域を説明する図である。(A)-(c) is a figure explaining the 1st field and the 2nd field set up in this embodiment. 本実施形態において設定される第１領域の設計寸法パラメータの一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the design dimension parameter of the 1st field set up in this embodiment. （ａ），（ｂ）は、参照タイヤ断面形状と固有振動モードのタイヤ断面形状の差異を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the difference of a reference tire cross-sectional shape and the tire cross-sectional shape of a natural vibration mode. 本実施形態のタイヤの断面形状決定方法の処理のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of a process of the cross-sectional shape determination method of the tire of this embodiment. （ａ）は、本実施例におけるタイヤ断面形状と従来例におけるタイヤ断面形状とを示す図であり、（ｂ）は、従来例におけるタイヤ断面形状と参照タイヤ断面形状とを示す図である。(A) is a figure which shows the tire cross-sectional shape in a present Example, and the tire cross-sectional shape in a prior art example, (b) is a figure which shows the tire cross-sectional shape in a prior art example, and a reference tire cross-sectional shape.

以下、構造体としてタイヤを用いた実施形態について説明するが、例えば飛行機の翼やタービンブレードのような流体抵抗を適正に制御することが望まれる構造体、自動車のエンジンにおけるシリンダヘッドやピストン等の耐久性能を維持・向上しつつ摩擦損失の低減や軽量化が望まれる構造体、さらには、ゴルフクラブヘッドのような応力の集中を抑制する構造体においても以下同様の処理を施すことができる。
なお、本発明でいう「構造体断面形状」等で用いる「断面」には、例えば、構造体が、同一の断面形状で延在する長尺状の構造体である場合、長手方向と直交する方向の面で切断した断面が含まれる。また、この「断面」には、構造体が、タイヤのような同一の断面形状が回転軸の周りに回転して形成されるような回転体形状の構造体である場合、回転軸を含む平面で切断した断面形状が連続して続くような断面が含まれる。さらに、この「断面」には、長尺状の構造体や回転体形状の構造体の他、３次元構造体を任意の位置で切断した断面形状の断面も含まれる。 Hereinafter, embodiments using tires as structures will be described. For example, structures such as airplane wings and turbine blades where it is desired to appropriately control fluid resistance, cylinder heads and pistons in automobile engines, etc. The same processing can be applied to a structure in which reduction of friction loss and weight reduction are desired while maintaining and improving durability performance, and a structure that suppresses stress concentration such as a golf club head.
The “cross section” used in the “structure cross-sectional shape” and the like referred to in the present invention is, for example, orthogonal to the longitudinal direction when the structure is a long structure extending in the same cross-sectional shape. Includes a cross-section cut at a directional plane. In addition, in this “cross section”, when the structure is a rotating body-shaped structure in which the same cross-sectional shape as a tire is formed by rotating around the rotation axis, the plane including the rotation axis A cross-section in which the cross-sectional shape cut in (1) continues continuously is included. Furthermore, this “cross section” includes a cross section having a cross-sectional shape obtained by cutting a three-dimensional structure at an arbitrary position, in addition to a long structure and a rotary structure.

（タイヤ断面形状決定装置）
図１は、本実施形態のタイヤ断面形状決定方法を行い、最適なタイヤ断面形状を決定するタイヤ断面形状決定装置（以降、装置という）１０のブロック図である。装置１０は、基準とする参照タイヤ断面形状を有する参照タイヤモデルを用いて、タイヤ性能の評価値を目標値にすることができる最適なタイヤ断面形状を決定することができる。装置１０は、コンピュータで構成される装置本体１２と、装置本体１２に接続された入力操作デバイス３２（マウス、キーボード）および出力装置３４（プリンタ、ディスプレイ）を含む。装置本体１２は、ＣＰＵ１４、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ１６、入出力部１８と、を含む。入出力部１８は、入力操作デバイス３２および出力装置３４と接続されている。装置１０は、メモリ１６に記憶されたプログラムを起動することによって、タイヤ断面形状を決定するための処理モジュール１９を形成する。 (Tire cross-sectional shape determination device)
FIG. 1 is a block diagram of a tire cross-sectional shape determining device (hereinafter referred to as “device”) 10 that performs the tire cross-sectional shape determining method of the present embodiment and determines an optimal tire cross-sectional shape. The apparatus 10 can determine an optimum tire cross-sectional shape that can make the evaluation value of the tire performance a target value by using a reference tire model having a reference tire cross-sectional shape as a reference. The apparatus 10 includes an apparatus main body 12 composed of a computer, an input operation device 32 (mouse, keyboard) and an output apparatus 34 (printer, display) connected to the apparatus main body 12. The apparatus main body 12 includes a CPU 14, a memory 16 such as a ROM and a RAM, and an input / output unit 18. The input / output unit 18 is connected to the input operation device 32 and the output device 34. The apparatus 10 forms a processing module 19 for determining the tire cross-sectional shape by activating a program stored in the memory 16.

最適なタイヤ断面形状とは、設定されたタイヤ性能における評価値が、設計変数の設定された範囲において、最大値あるいは最小値となり、また入力された値と一致あるいは許容範囲内で一致するタイヤ断面形状をいう。
本実施形態では、装置１０は、最適なタイヤ断面形状を探索するためにタイヤの試行断面形状を複数作成するとき、参照タイヤモデルのタイヤ断面形状に対して、第１領域と第２領域を設定する。第１領域は、タイヤ断面形状の設計寸法パラメータを用いてタイヤ断面形状を定める領域であり、第２領域は、基底断面形状を用いて断面形状を定める領域である。基底断面形状とは、参照タイヤ断面形状を有するタイヤの複数の固有振動モードのうちタイヤ断面形状が変形する複数の固有振動モードの、タイヤ断面内の変形形状をいう。装置１０は、タイヤ断面形状の中の第１領域と第２領域を、タイヤ断面形状を変更する領域として設定する。すなわち、第１領域については予め設定される寸法範囲内の寸法を用いることにより、第２領域については予め設定される重み付け範囲内の重み強度の値を用いて基底断面形状の重み付け加算を行うことにより、第１領域及び第２領域を含む試行断面形状を作成する。したがって、固有振動モードから得られるタイヤ断面の変形形状に、基底断面形状として含めたくない変形部分があるとしても、この部分を第２領域に設定せず、例えば寸法を変更することができる第１領域に含めて試行断面形状を作成することができる。したがって、タイヤ断面形状の最適化のためにタイヤ断面形状を第１領域及び第２領域に区別して設定して効率よく最適化することができる。さらに、タイヤ断面形状を第１領域及び第２領域として設定して最適化したタイヤ断面形状を効率よく見つけ出すことができる。以下、装置１０について詳細に説明する。 The optimum tire cross-sectional shape is the tire cross-section where the evaluation value in the set tire performance is the maximum value or the minimum value within the set range of the design variables, and matches the input value or within the allowable range. Refers to the shape.
In the present embodiment, the apparatus 10 sets the first region and the second region with respect to the tire cross-sectional shape of the reference tire model when creating a plurality of trial cross-sectional shapes of the tire in order to search for the optimum tire cross-sectional shape. To do. The first region is a region that determines the tire cross-sectional shape using the design dimension parameter of the tire cross-sectional shape, and the second region is a region that determines the cross-sectional shape using the base cross-sectional shape. The base cross-sectional shape refers to a deformed shape in the tire cross section of a plurality of natural vibration modes in which the tire cross-sectional shape is deformed among a plurality of natural vibration modes of the tire having the reference tire cross-sectional shape. The device 10 sets the first region and the second region in the tire cross-sectional shape as regions for changing the tire cross-sectional shape. That is, by using the dimension within the preset dimension range for the first region, the weighted addition of the base cross-sectional shape is performed using the weight intensity value within the preset weight range for the second region. Thus, a trial cross-sectional shape including the first region and the second region is created. Therefore, even if there is a deformed portion that is not desired to be included as the base cross-sectional shape in the deformed shape of the tire cross-section obtained from the natural vibration mode, this portion is not set as the second region, for example, the dimensions can be changed. A trial cross-sectional shape can be created including the region. Therefore, in order to optimize the tire cross-sectional shape, the tire cross-sectional shape can be set to be distinguished into the first region and the second region, and can be optimized efficiently. Furthermore, it is possible to efficiently find the tire cross-sectional shape that is optimized by setting the tire cross-sectional shape as the first region and the second region. Hereinafter, the apparatus 10 will be described in detail.

装置１０は、メモリ１６に記憶されたプログラムを起動することによって、第１モデル作成部２０、設定部２２、試行断面形状作成部２４、第２モデル作成部２６、評価部２８、及び決定部３０が処理モジュール１９として形成される。
ここで、評価部２８で行われるタイヤ性能の評価は、公知の有限要素法（ＦＥＭ）等の構造解析手法によって行なわれる。したがって、第１モデル作成部２０及び第２モデル作成部２６で作成される参照タイヤモデル、試行タイヤモデルを含むタイヤモデルは、ＦＥＭモデル等の構造解析モデルである。以降では、タイヤモデルはＦＥＭモデルを例として説明し、評価部２８で行う計算は、有限要素法に基くシミュレーション計算である。しかし、タイヤモデルは、ＦＥＭモデル以外の公知のモデルであってもよい。
ここで、タイヤ断面形状は、タイヤ加硫用金型によって規定されるインモールドタイヤ断面形状、あるいは、ＪＡＴＭＡ等で規定されてリムにタイヤを装着したときのタイヤデフレート時のタイヤ断面形状である。タイヤデフレート時のタイヤ断面形状は、インモールドタイヤ断面形状と略一致する。あるいは、タイヤデフレート時のタイヤ断面形状は、インモールドタイヤ断面形状との間で、ある一定の操作をして互いに変換できる形状である。すなわち、装置１０によって取得される最適なタイヤ断面形状は、タイヤ加硫用金型によって規定されるインモールドタイヤ断面形状、または、タイヤデフレート時のタイヤ断面形状であるので、取得したタイヤ断面形状からインモールドタイヤ断面形状を取得することができ、これに基いてタイヤ加硫用金型を容易に作製することができる。したがって、作製したタイヤ加硫用金型を用いて未加流タイヤの加硫を行うことにより、最適なタイヤ断面形状を有するタイヤを効率よく製造することができる。 The apparatus 10 activates a program stored in the memory 16, whereby a first model creation unit 20, a setting unit 22, a trial cross section shape creation unit 24, a second model creation unit 26, an evaluation unit 28, and a determination unit 30. Is formed as a processing module 19.
Here, the evaluation of the tire performance performed by the evaluation unit 28 is performed by a structural analysis method such as a known finite element method (FEM). Therefore, the tire model including the reference tire model and the trial tire model created by the first model creating unit 20 and the second model creating unit 26 is a structural analysis model such as an FEM model. Hereinafter, the tire model will be described using the FEM model as an example, and the calculation performed by the evaluation unit 28 is a simulation calculation based on the finite element method. However, the tire model may be a known model other than the FEM model.
Here, the tire cross-sectional shape is an in-mold tire cross-sectional shape defined by a tire vulcanization mold, or a tire cross-sectional shape at the time of tire deflation when a tire is mounted on a rim as defined by JATMA or the like. The tire cross-sectional shape at the time of tire deflation substantially matches the in-mold tire cross-sectional shape. Or the tire cross-sectional shape at the time of tire deflation is a shape which can be mutually converted by performing a certain operation between the in-mold tire cross-sectional shape. That is, the optimal tire cross-sectional shape acquired by the apparatus 10 is an in-mold tire cross-sectional shape defined by a tire vulcanization mold or a tire cross-sectional shape at the time of tire deflation. The in-mold tire cross-sectional shape can be acquired, and based on this, a tire vulcanization mold can be easily manufactured. Therefore, by vulcanizing an unvulcanized tire using the produced tire vulcanization mold, a tire having an optimal tire cross-sectional shape can be efficiently manufactured.

第１モデル作成部２０は、基準とする参照タイヤ断面形状を有する参照タイヤモデルを作成する。
具体的には、第１モデル作成部２０は、基準とする参照タイヤ断面形状の情報が入力操作デバイス３２により入力されて、参照タイヤ断面形状の情報を取得する。あるいは第１モデル作成部２０は、メモリ１６あるいは図示されない記録装置から呼び出されて基準とする参照タイヤ断面形状の情報を取得する。さらに、第１モデル作成部２０は、ＦＥＭモデルである参照タイヤモデルの節点及び要素に関する情報と、参照タイヤモデルの材料定数に関する情報を作成し統合する。これにより、参照タイヤモデルが作成される。なお、参照タイヤ断面形状の情報は、タイヤのベルト部材、カーカス部材、トレッド部材、サイド部材、スティフナー部材やビード部材等のタイヤ構成部材の配置位置を定める位置座標と、各タイヤ構成部材に対応した密度、ヤング率、せん断剛性、ポアソン比等の材料定数の値を含む。図２は、参照タイヤモデルのセンターラインから右半分のタイヤ断面を示す図である。 The first model creation unit 20 creates a reference tire model having a reference tire cross-sectional shape as a reference.
Specifically, the first model creation unit 20 receives reference tire cross-sectional shape information as a reference by the input operation device 32, and acquires reference tire cross-sectional shape information. Or the 1st model preparation part 20 is called from the memory 16 or the recording device which is not shown in figure, and acquires the information of the reference tire cross-sectional shape used as a reference | standard. Furthermore, the first model creation unit 20 creates and integrates information related to the nodes and elements of the reference tire model, which is an FEM model, and information related to the material constant of the reference tire model. Thereby, a reference tire model is created. In addition, the reference tire cross-sectional shape information corresponds to the position coordinates that determine the arrangement positions of tire constituent members such as tire belt members, carcass members, tread members, side members, stiffener members, and bead members, and the respective tire constituent members. Including values of material constants such as density, Young's modulus, shear rigidity, Poisson's ratio. FIG. 2 is a diagram showing a cross section of the right half of the tire from the center line of the reference tire model.

設定部２２は、参照タイヤモデルの参照タイヤ断面形状に対して、第１領域と第２領域を設定する。第１領域は、試行断面形状作成部２４において作成するタイヤ断面形状の設計寸法パラメータを用いてタイヤ断面形状を定める領域である。第２領域は、基底断面形状を用いて断面形状を定める領域である。基底断面形状は、参照タイヤ断面形状を有するタイヤの複数の固有振動モードのうちタイヤ断面の形状が変形する複数の固有振動モードの、タイヤ断面内の変形形状をいう。設定部２２は、さらに、第１領域で用いる設計寸法パラメータの寸法を変化させる寸法範囲と、第２領域で用いる基底断面形状の重み付け加算を行うための重み強度の値を変化させる重み付け範囲を設定する。 The setting unit 22 sets the first region and the second region with respect to the reference tire cross-sectional shape of the reference tire model. The first region is a region for determining the tire cross-sectional shape using the design dimension parameter of the tire cross-sectional shape created by the trial cross-sectional shape creating unit 24. The second region is a region that defines a cross-sectional shape using the base cross-sectional shape. The base cross-sectional shape refers to a deformed shape in the tire cross section of a plurality of natural vibration modes in which the shape of the tire cross section is deformed among the plurality of natural vibration modes of the tire having the reference tire cross-sectional shape. The setting unit 22 further sets a dimension range for changing the dimensions of the design dimension parameters used in the first area and a weighting range for changing the weight intensity value for performing weighted addition of the base cross-sectional shape used in the second area. To do.

第１領域及び第２領域の設定は、例えばオペレータのマニュアル入力によって行われる。具体的には、第１モデル作成部２０で作成された参照タイヤモデルの参照タイヤ断面形状は、出力装置３４に画面表示される。このタイヤ断面形状を見たオペレータが入力操作デバイス３２を用いて参照タイヤ断面形状に対して希望する第１領域および第２領域を囲んで入力することにより、設定部２２は、第１領域及び第２領域を設定する。また、寸法範囲及び重み付け範囲も、オペレータのマニュアル入力によって設定される。 The setting of the first area and the second area is performed by manual input by an operator, for example. Specifically, the reference tire cross-sectional shape of the reference tire model created by the first model creation unit 20 is displayed on the screen of the output device 34. When the operator who has seen the tire cross-sectional shape uses the input operation device 32 and inputs the first region and the second region desired for the reference tire cross-sectional shape, the setting unit 22 has the first region and the second region. Two areas are set. The dimension range and the weighting range are also set by manual input by the operator.

図３（ａ）〜（ｃ）は、設定される第１領域Ｒ_Aと第２領域Ｒ_Bの例を示している。図３（ａ）に示すように、第１領域Ｒ_Aは複数箇所（例えば２箇所）設定されてもよい。第２領域Ｒ_Bも複数個所設定されてもよい。また、第１領域Ｒ_Aと第２領域Ｒ_Bが一部で重なっていてもよい。この場合、重なった部分は、第１領域Ｒ_Aで設定されたタイヤ断面形状に、第２領域Ｒ_Bで設定されたタイヤ断面形状の変形部分が加算される。また、第１領域Ｒ_A、第２領域Ｒ_Bが設定されない領域があってもよい。この領域は、基準となる参照タイヤ断面形状のままであり、変更されない。図３（ｂ）に示すように、第１領域Ｒ_Aの内部に第２領域Ｒ_Bが設定されてもよい。この場合、第１領域Ｒ_Aと第２領域Ｒ_Bとが重なった部分では、上述したように第１領域Ｒ_Aで設定されたタイヤ断面形状に、第２領域Ｒ_Bで設定されたタイヤ断面形状の変形部分が加算される。
また、図３（ｃ）に示すように、第１領域Ｒ_Aと第２領域Ｒ_Bが互いに接するように設定されてもよい。このように、第１領域及び第２領域の設定は、自在に行われる。 Figure 3 (a) ~ (c) shows an example of the first region R _A and the second region R _B is set. As shown in FIG. 3A, the first region _RA may be set at a plurality of locations (for example, two locations). The second region R _B may also be set a plurality of locations. The first region R _A and the second region R _B may overlap in some. In this case, overlapping portions, the tire cross-sectional shape which is set in the first region R _A, the deformed portion of the tire cross-sectional shape which is set in the second region R _B is added. The first region R _A, the second region R _B may be a region which is not set. This region remains the standard reference tire cross-sectional shape and is not changed. As shown in FIG. 3 (b), inside the first region R _A and the second region R _B may be set. In this case, the first region R _A in the second region R _B and is overlapped portion, the tire cross-sectional shape which is set in the first region R _A As described above, tire section that is set in the second region R _B The deformed part of the shape is added.
Further, as shown in FIG. 3 (c), the first region R _A and the second region R _B may be set so as to be in contact with each other. As described above, the setting of the first area and the second area can be freely performed.

設定部２２は、作成された参照タイヤモデルの剛性マトリクス及び質量マトリクスを用いて固有値解析を行うことにより複数の固有振動モードを求める。固有値解析を行うとき、ビード部の端部を固定する方式を用いてもよいし、設定された第２領域の端部、例えば、第１領域と接続する端部を固定する方式を用いてもよい。第２領域の端部を固定する方式は、第２領域の端部において形状が滑らかになる点で好ましい。しかし、ビード部を固定する方式を用いてもよい。ビード部を固定する方式を用いる場合、第２領域が第１領域との間で形状が滑らかに接続されず段差が生じる場合、後述する試行断面形状作成部２４は、この段差を滑らかにするような処理を施してもよい。また、設定部２２が固有値解析をおこなうとき、必ずしも剛性マトリクスの剛性を実際のタイヤの剛性に合わせて行う必要はなく、基底断面形状設定部２０は、ベルト部材等のゴム部材に比べて剛性が高い部分は、剛性を低下させて固有値解析を行ってもよい。 The setting unit 22 obtains a plurality of natural vibration modes by performing eigenvalue analysis using the stiffness matrix and mass matrix of the created reference tire model. When performing eigenvalue analysis, a method of fixing the end of the bead portion may be used, or a method of fixing the end of the set second region, for example, the end connected to the first region may be used. Good. The method of fixing the end of the second region is preferable in that the shape becomes smooth at the end of the second region. However, a method of fixing the bead portion may be used. When the method of fixing the bead portion is used, when the shape of the second region is not smoothly connected to the first region and a step is generated, the trial cross-sectional shape creating unit 24 described later smoothes the step. May be processed. Further, when the setting unit 22 performs the eigenvalue analysis, the rigidity of the stiffness matrix does not necessarily have to be matched with the rigidity of the actual tire, and the base cross-sectional shape setting unit 20 has a rigidity higher than that of a rubber member such as a belt member. The high portion may be subjected to eigenvalue analysis with the rigidity lowered.

設定部２２は、さらに、タイヤ断面形状における１次、２次、３次、・・・等の複数の固有振動モードの、タイヤ断面内の変形形状を求める。設定部２２は、求めた複数のタイヤ断面形状の変形形状を基底断面形状として設定する。基底断面形状は、固有値解析を行ったタイヤモデルの固有振動モードとして変形したタイヤ断面形状であるので、複数設定した基底断面形状のそれぞれは、共通した節点及び要素を持っており、共通した節点における位置座標が基底断面形状毎に異なっている。第２領域において設定される基底断面形状の変形の大きさは正規化されている。正規化とは、例えば変形の最大となる変位が例えば１ｍｍとなるように設定されることをいう。
複数の固有振動モードの、タイヤ断面内の変形形状のうち、どの変形形状を第２領域における基底断面形状として設定するかについては、例えば、出力装置３４に画面表示された変形形状を、オペレータが確認しながら、入力操作デバイス１６による入力指示による取捨選択によって行われる。 The setting unit 22 further obtains a deformed shape in the tire cross section of a plurality of natural vibration modes such as primary, secondary, tertiary,. The setting unit 22 sets the obtained deformed shapes of the tire cross-sectional shapes as the base cross-sectional shapes. Since the base cross-sectional shape is a tire cross-sectional shape deformed as a natural vibration mode of the tire model subjected to eigenvalue analysis, each of the plurality of base cross-sectional shapes set has common nodes and elements. The position coordinates are different for each base cross-sectional shape. The magnitude of the deformation of the base cross-sectional shape set in the second region is normalized. Normalization means that, for example, the maximum displacement is set to 1 mm, for example.
Regarding which deformation shape among the deformation shapes in the tire cross-section of the plurality of natural vibration modes is set as the base cross-sectional shape in the second region, for example, the operator selects the deformation shape displayed on the screen of the output device 34. While confirming, it is performed by selection according to an input instruction from the input operation device 16.

設定部２２で第１領域で用いる寸法範囲が設定される設計寸法パラメータとは、図４に示すように、例えばトレッド部を第１領域Ｒ_Aとする場合、第１領域Ｒ_Aのタイヤ径方向の幅Ｗ、トレッド部の曲率半径Ｒ、トレッド部表面のタイヤセンターラインＣＬ上の点Ｃの、センターラインＣＬ上にありタイヤ回転軸上の点Ｏからのタイヤ径方向の距離ｒ、点Ｃと第１領域Ｒ_Aにおけるショルダー部の端部の点Ｂとを結ぶ直線Ｌのタイヤ径方向に平行な直線からの傾斜角度φ等である。このような設計寸法パラメータの内、少なくとも１つが後述する試行断面形状を作成するときの変数として扱われる。したがって、設定部２２は、この変数として扱われる設計寸法パラメータについて、オペレータの入力により寸法範囲を設定する。また、設定部２２は、後述するように第２領域で用いる基底断面形状の重み付け加算を行うための重み強度について、その値を変化させる範囲（重み付け範囲）を、オペレータの入力により設定する。
設定部２２は、設定された第１領域及び第２領域の情報と、第１領域において変数として用いる設計寸法パラメータの範囲を表す寸法範囲の情報と、第２領域において変数として用いる重み強度の値の範囲を表す重み付け範囲の情報とを、メモリ１６に記憶する。 The design dimensions parameter size range used in the setting unit 22 in the first region is set, as shown in FIG. 4, for example, when the tread portion and the first region R _A, the tire radial direction of the first region R _A Width W, radius of curvature R of the tread portion, point C on the tire center line CL on the surface of the tread portion, distance r in the radial direction from the point O on the tire rotation axis on the center line CL, and point C The inclination angle φ from the straight line parallel to the tire radial direction of the straight line L connecting the point B at the end of the shoulder portion in the first region _RA . Among such design dimension parameters, at least one is treated as a variable when creating a trial cross-sectional shape described later. Therefore, the setting unit 22 sets a dimension range by an operator input for the design dimension parameter treated as this variable. In addition, the setting unit 22 sets a range (weighting range) in which a value (weighting range) in which the weight intensity for performing weighted addition of the base cross-sectional shape used in the second region is changed as will be described later is input by an operator.
The setting unit 22 sets information on the first area and the second area, information on a dimension range indicating a range of a design dimension parameter used as a variable in the first area, and a value of weight intensity used as a variable in the second area. The weighting range information representing the range is stored in the memory 16.

試行断面形状作成部２４は、第１領域及び第２領域の情報と、寸法範囲の情報と、重み付け範囲の情報とをメモリ１６から呼び出して取得し、これらの情報を用いて第１領域及び第２領域を含む試行断面形状を作成する。具体的には、試行断面形状作成部２４は、第１領域については、寸法範囲内の寸法を用いて、第２領域については重み付け範囲内の重み強度の値を用いて設定された基底断面形状の重み付け加算を行うことにより、第１領域及び第２領域を含む試行断面形状を作成する。このような設計寸法パラメータの寸法と重み強度の値を、決定部３０の指示にしたがって、寸法範囲及び重み付け範囲内で一定の大きさずつ順次変更しながら、寸法範囲及び重み付け範囲内の全範囲をカバーする。また、決定部３０が実験計画法に従って定めた寸法及び重み強度の値に基づいて、試行断面形状作成部２４は試行断面形状を作成することもできる。また、決定部３０が多目的遺伝的アルゴリズムの手法に従って定めた寸法及び重み強度の値に基づいて、試行断面形状作成部２４は試行断面形状を作成することもできる。 The trial cross-sectional shape creation unit 24 calls and acquires information on the first region and the second region, information on the size range, and information on the weighting range from the memory 16, and uses these information to obtain the first region and the second region. A trial cross-sectional shape including two regions is created. Specifically, the trial cross-sectional shape creating unit 24 uses the dimensions within the dimensional range for the first region, and the base cross-sectional shape set using the weight intensity value within the weighting range for the second region. The trial cross-sectional shape including the first region and the second region is created by performing the weighted addition. The design range parameter size and weight strength values are sequentially changed by a certain size within the size range and weighting range in accordance with instructions from the determining unit 30, and the entire range within the size range and weighting range is changed. Cover. Further, the trial cross-sectional shape creating unit 24 can also create a trial cross-sectional shape based on the dimensions and weight strength values determined by the determination unit 30 according to the experimental design method. Further, the trial cross-sectional shape creating unit 24 can also create a trial cross-sectional shape based on the size and weight strength values determined by the determining unit 30 according to the technique of the multipurpose genetic algorithm.

試行断面形状作成部２４は、例えば、図４に示す幅Ｗが第１領域Ｒ_Aの変数として定められている場合、これ以外の設計数法は固定した状態で、幅Ｗを設定された寸法範囲内で値を変更する。これにより、試行断面形状作成部２４は、第１領域における試行断面形状を作成する。作成される試行断面形状は、参照タイヤモデルと共通する節点を有するが、この節点を位置座標が異なっている。 For example, when the width W shown in FIG. 4 is defined as a variable of the first region _RA , the trial cross-sectional shape creation unit 24 is a dimension in which the width W is set while the design number method other than this is fixed. Change the value within the range. Thereby, the trial cross-sectional shape creation unit 24 creates a trial cross-sectional shape in the first region. The created trial cross-sectional shape has a node common to the reference tire model, but the position coordinate of this node is different.

試行断面形状作成部２４は、試行断面形状を作成するとき、設定部２２で設定された第２領域における基底断面形状を第２領域におけるタイヤ断面形状として用いる。 When creating the trial cross-sectional shape, the trial cross-sectional shape creating unit 24 uses the base cross-sectional shape in the second region set by the setting unit 22 as the tire cross-sectional shape in the second region.

図５（ａ），（ｂ）は、一例として、タイヤの１次、３次の固有振動モードの変形形状を示す図である。図５（ａ）は、ビード部の端部を固定したときの１次固有振動モードのタイヤ断面形状（実線）を示し、図５（ｂ）は、３次固有振動モードのタイヤ断面形状（実線）を示す。このようなタイヤ断面形状の変形部分の一部分を用いるために、設定部２２では、上述した第２領域が設定される。設定された第２領域におけるタイヤ断面形状の一部分が試行断面形状に用いる基底断面形状とされる。試行断面形状作成部２４は、上述した重み強度の値を変数として、決定部３０により指示された重み強度の値を順次変更しながら、変更のたびに、基底断面形状の変形部分の重み付け加算を行う。ここで、重み付け加算には、重み付け加算した基底断面形状の加算結果を、用いた重み強度の値の合計で除算して得られる重み付け平均も含まれる。基底断面形状は、参照タイヤモデルのタイヤ断面形状に由来する形状であるので、参照タイヤモデルにおける節点と共通した節点を含む。したがって、試行断面形状作成部２４は、基底断面形状の変形部分、すなわち基底断面形状の節点の、参照タイヤモデルの対応する節点からの位置座標の差分、を重み付け加算することにより、第２領域における試行断面形状を作成する。
試行断面形状作成部２４は、第１領域及び第２領域のタイヤ断面形状を組み合わせ、さらに、第１領域及び第２領域の設定されない領域がある場合、この領域に対応する参照タイヤ断面形状を組み合わせて、試行断面形状を作成する。
試行断面形状作成部２４は、作成した第１領域及び第２領域を含む試行断面形状の情報をメモリ１６に記憶させる。 5 (a) and 5 (b) are views showing the deformed shapes of the primary and tertiary natural vibration modes of the tire as an example. FIG. 5A shows the tire cross-sectional shape (solid line) in the primary natural vibration mode when the end of the bead portion is fixed, and FIG. 5B shows the tire cross-sectional shape in the tertiary natural vibration mode (solid line). ). In order to use a part of such a deformed portion of the tire cross-sectional shape, the setting unit 22 sets the second region described above. A portion of the tire cross-sectional shape in the set second region is the base cross-sectional shape used for the trial cross-sectional shape. The trial cross-sectional shape creation unit 24 uses the above-described weight strength value as a variable, and sequentially changes the weight strength value instructed by the determination unit 30. Do. Here, the weighted addition includes a weighted average obtained by dividing the addition result of the weighted base section shape by the sum of the weight intensity values used. Since the base cross-sectional shape is derived from the tire cross-sectional shape of the reference tire model, the base cross-sectional shape includes nodes common to the nodes in the reference tire model. Therefore, the trial cross-sectional shape creation unit 24 weights and adds the position of the base cross-sectional shape deformed portion, that is, the node of the base cross-sectional shape from the corresponding node of the reference tire model, thereby adding the weight in the second region. Create a trial cross-sectional shape.
The trial cross-sectional shape creation unit 24 combines the tire cross-sectional shapes of the first region and the second region, and when there is a region where the first region and the second region are not set, combines the reference tire cross-sectional shape corresponding to this region To create a trial cross-sectional shape.
The trial cross-sectional shape creation unit 24 causes the memory 16 to store information on the trial cross-sectional shape including the created first region and second region.

なお、試行断面形状は、第１領域、第２領域の別に作成されるため、第１領域の端部あるいは第２領域の端部で形状が段差を持って不連続になる場合がある。この場合、試行断面形状作成部２４は、上記段差を検出した場合、この段差を滑らかにするように節点の位置を修正してもよい。勿論、固有振動モードが、第２領域の、第１領域と接する端部の節点を固定する方式で固有値解析を行った場合、第２領域の、第１領域と接する端部の節点は固定されているので、基底断面形状の接続部分は滑らかな形状となる。 Since the trial cross-sectional shape is created separately for the first region and the second region, the shape may be discontinuous with a step at the end of the first region or the end of the second region. In this case, when the trial cross-sectional shape creation unit 24 detects the step, the trial cross-sectional shape creation unit 24 may correct the position of the node so as to smooth the step. Of course, when the eigenvalue analysis is performed by the method in which the natural vibration mode fixes the node at the end of the second region in contact with the first region, the node at the end of the second region in contact with the first region is fixed. Therefore, the connection part of the base cross-sectional shape has a smooth shape.

本実施形態におけるタイヤの第１基底断面形状では、固有振動モードの変形形状であればいずれであってもよいが、好ましくは、１〜２０次の固有振動モードで、タイヤのトレッドセンターラインを含み、タイヤ中心を通る中心面（タイヤ赤道面ともいう）を対称面としたとき対称（線対称）な固有振動モードの変形形状、好ましくは、１次以上５次以下の固有振動モードの変形形状が好適に用いられる。 The first base cross-sectional shape of the tire in the present embodiment may be any shape as long as it is a deformed shape of the natural vibration mode, but preferably includes the tread centerline of the tire in the 1st to 20th natural vibration modes. When the center plane passing through the tire center (also referred to as the tire equator plane) is a symmetric plane, the deformation shape of the natural vibration mode is preferably symmetrical (line symmetry), preferably the deformation shape of the first to fifth order natural vibration mode. Preferably used.

第２モデル作成部２６は、メモリ１６に記憶された試行断面形状を用いて、試行断面形状をタイヤ断面形状として持つ試行タイヤモデルを作成する。試行タイヤモデルは、節点及び要素によって構成される有限要素モデルであり、材料定数が付与される。節点、要素及び材料定数の情報は、予めメモリ１６に記憶されたものが呼び出されて用いられてもよいし、入力操作デバイス３２から入力されたものが用いられてもよい。試行タイヤモデルは、節点、要素及び材料定数の情報のうち、節点の位置座標のみが、第１モデル作成部１２において作成される参照タイヤモデルの節点の位置座標の情報と異なり、これ以外の情報は同じであるモデルを用いることができる。タイヤモデル作成部２６は、作成された試行タイヤモデルの情報をメモリ１６に記憶させる。 The second model creation unit 26 creates a trial tire model having the trial cross-sectional shape as the tire cross-sectional shape using the trial cross-sectional shape stored in the memory 16. The trial tire model is a finite element model composed of nodes and elements, and is given a material constant. Information on nodes, elements, and material constants may be used by being previously stored in the memory 16 or may be input from the input operation device 32. The trial tire model is different from the information of the position coordinates of the nodes of the reference tire model created in the first model creating unit 12 in the information of the nodes, elements, and material constants, except for the position coordinates of the nodes. A model that is the same can be used. The tire model creation unit 26 stores the created trial tire model information in the memory 16.

評価部２８は、メモリ１６に記憶した試行タイヤモデルの情報を呼び出して、この試行タイヤモデルを用いてタイヤ性能のシミュレーションを行うことにより、試行断面形状の性能評価を行う。
評価部２８は、入力操作デバイス３２等により予め設定されたタイヤ性能に関する評価値を、シミュレーションによる数値計算によって算出する。評価部２８は、例えば固有振動数、縦ばね定数、横ばね定数、前後ばね定数、転がり抵抗、ベルト間における層間剪断歪み、摩耗予測値、あるいは、スティフナー部材の所定位置における応力分布や応力歪みの値、さらには、タイヤが地面に接地したときの接地圧力の値等をシミュレーションによる数値計算によって算出する。これらの具体的な計算は、周知の方法であるので説明は省略される。
評価部２８は、決定部３０により順次変更される設計寸法パラメータの寸法及び重み強度の値に基いて作成される試行タイヤモデルを用いてがシミュレーション計算を繰り返し行う。 The evaluation unit 28 calls the information on the trial tire model stored in the memory 16 and performs a performance evaluation of the trial cross-sectional shape by simulating the tire performance using the trial tire model.
The evaluation unit 28 calculates an evaluation value related to tire performance set in advance by the input operation device 32 or the like by numerical calculation by simulation. The evaluation unit 28 is, for example, a natural frequency, a longitudinal spring constant, a transverse spring constant, a longitudinal spring constant, a rolling resistance, an interlaminar shear strain between belts, a predicted wear value, or a stress distribution or stress strain at a predetermined position of a stiffener member. The value, and further, the value of the contact pressure when the tire contacts the ground is calculated by numerical calculation by simulation. These specific calculations are well-known methods and will not be described.
The evaluation unit 28 repeatedly performs the simulation calculation using a trial tire model created based on the values of the design dimension parameters and weight strength values that are sequentially changed by the determination unit 30.

決定部３０は、試行断面形状作成部２４で用いる設計寸法パラメータの寸法及び重み強度の値を変更してタイヤ性能の評価を行った結果を用いて、このタイヤ性能の評価の結果が予め設定された条件を満足する試行断面形状を探索して、このタイヤ性能の評価に適合したタイヤ断面形状を決定する。
具体的には、決定部３０は、試行断面形状を予め設定された回数作成するまで、設計寸法パラメータの寸法及び重み付け加算に用いる重み強度の値のそれぞれを設定される範囲内で変更しながら、評価部２８にタイヤ性能の評価を行わせたのち、決定部３０は、この複数の試行断面形状毎のタイヤ性能の評価値に基づいて、タイヤ断面形状の設計空間を、曲面近似関数を用いて応答曲面関数として定める。この応答曲面関数は、設計寸法パラメータ及び重み強度を設計変数とする。すなわち、応答曲面関数は、基底断面形状を第１領域のタイヤ断面形状を定める設計寸法パラメータと第２領域の重み付け加算に用いる重み強度を設計変数として、タイヤ性能の評価値を、曲面近似関数を用いて表したものである。ここで、曲面近似関数は、チェビシェフの直交多項式やｎ次多項式等の関数が挙げられる。 The determination unit 30 uses the result of the evaluation of the tire performance by changing the dimension of the design dimension parameter and the weight strength value used in the trial cross-sectional shape creation unit 24, and the result of the evaluation of the tire performance is set in advance. A trial cross-sectional shape satisfying the above conditions is searched, and a tire cross-sectional shape suitable for the evaluation of the tire performance is determined.
Specifically, the determination unit 30 changes the size of the design dimension parameter and the value of the weight strength used for weighting addition within a set range until the trial cross-sectional shape is created a predetermined number of times, After having the evaluation unit 28 evaluate the tire performance, the determination unit 30 uses the curved surface approximation function to calculate the design space of the tire cross-sectional shape based on the evaluation value of the tire performance for each of the plurality of trial cross-sectional shapes. Determined as response surface function. This response surface function uses design dimension parameters and weight strength as design variables. In other words, the response surface function uses the design dimension parameter that determines the tire cross-sectional shape of the first region as the base cross-sectional shape and the weight strength used for the weighted addition of the second region as design variables, and the evaluation value of the tire performance is expressed as the surface approximation function. It is expressed using. Here, examples of the curved surface approximation function include Chebyshev orthogonal polynomials and n-order polynomials.

決定部３０は、さらに、入力操作デバイス３２により予め設定された条件をタイヤ性能の評価値が満足するように、試行断面形状を探索して、タイヤ性能に適合したタイヤ断面形状を決定する。予め設定された条件とは、例えば、タイヤ性能の評価値の範囲、タイヤ性能の評価値の最小値、あるいはタイヤ性能の評価値の最大値等である。最適なタイヤ性能の評価値を得る際に、タイヤの別のタイヤ性能の評価値に基いて定められる別の応答曲面関数の値が別途設定された範囲に含まれるように、設計変数に一定の拘束条件が課された状態で、タイヤ性能の評価値が上記条件を満足するような試行断面形状を探索してもよい。 The determination unit 30 further searches the trial cross-sectional shape so that the evaluation value of the tire performance satisfies the conditions preset by the input operation device 32, and determines the tire cross-sectional shape that matches the tire performance. The preset condition is, for example, a range of evaluation values of tire performance, a minimum value of evaluation values of tire performance, a maximum value of evaluation values of tire performance, or the like. When obtaining the optimum evaluation value of tire performance, the design variable should be constant so that the value of another response surface function determined based on the evaluation value of another tire performance of the tire is included in the separately set range. You may search for the trial cross-sectional shape in which the evaluation value of tire performance satisfies the said conditions in the state to which the restraint conditions were imposed.

決定部３０で作成される応答曲面関数に用いる設計変数は、上述したように第１領域のタイヤ断面形状を定める設計寸法パラメータと、第２領域のタイヤ断面形状を定める重み強度であるので、最適な性能評価を達成する設計寸法パラメータの寸法と重み強度の値を抽出することで、最適なタイヤ断面形状を容易に求めることができる。このとき、基底断面形状として含めたくない変形部分は第２領域から除外されて設定され、しかも、第１領域において設計寸法パラメータを用いてタイヤ断面形状が作成されているので、固有振動モードの変形形状として含めたい変形部分を用いて、さらに、この変形部分と設計寸法パラメータから定まるタイヤ断面形状の一部分とを組み合わせてタイヤ断面形状を効率よく最適化することができる。さらに、応答曲面関数を用いることにより、タイヤ断面形状を最適化したタイヤ断面形状を効率よく見つけ出すことができる。
本実施形態では、上記設計寸法パラメータの寸法及び重み強度の値が一定の大きさずつ大きくあるいは小さくなるように変更されるが、この他に、上記寸法及び値がランダムに変更されてもよい。また、公知の実験計画法例えば、直交表Ｌ８１により設計寸法パラメータの寸法及び重み強度の値について水準を振り、この値を割り付けることで、試行断面形状を作成することができる。また、試行断面形状作成部２４は、決定部３０が多目的遺伝的アルゴリズムの手法を用いてタイヤ断面形状の最適化を行うこともできる。 The design variables used for the response surface function created by the determination unit 30 are the design dimension parameters that determine the tire cross-sectional shape of the first region and the weight strength that determines the tire cross-sectional shape of the second region as described above. The optimum tire cross-sectional shape can be easily obtained by extracting the values of the design dimension parameter and the weight strength value that achieve a satisfactory performance evaluation. At this time, the deformed portion that is not desired to be included as the base cross-sectional shape is set to be excluded from the second region, and the tire cross-sectional shape is created using the design dimension parameter in the first region. By using a deformed portion to be included as a shape, the tire cross-sectional shape can be efficiently optimized by combining the deformed portion and a portion of the tire cross-sectional shape determined from the design dimension parameter. Furthermore, by using the response surface function, it is possible to efficiently find a tire cross-sectional shape in which the tire cross-sectional shape is optimized.
In the present embodiment, the dimensions of the design dimension parameters and the values of the weight strength are changed so as to increase or decrease by a certain amount. However, the dimensions and values may be changed randomly. In addition, a trial cross-sectional shape can be created by assigning a level to a known experimental design method, such as the orthogonal table L81, with respect to the dimension of the design dimension parameter and the value of the weight strength, and assigning these values. In addition, the trial cross-sectional shape creation unit 24 can also optimize the tire cross-sectional shape by the determination unit 30 using a multi-purpose genetic algorithm technique.

なお、得られた最適なタイヤ断面形状の情報は、出力装置３４に出力される他、図示されないタイヤ加硫用金型を作成するＣＡＤシステム等に送られる。あるいは、得られた最適な断面形状は、タイヤデフレート時のタイヤ断面形状の情報として、あるいはインモールドタイヤ断面形状の情報として、メモリ１６に記憶され、さらに、図示されないハードディスクや記録メディア等に記録される。
また、決定部３０は、最適な評価値が得られない場合、得られた評価値の中で最適な状態に最も近い評価値を持つタイヤ断面形状の情報を基底断面形状設定部１２に戻してもよい。基底断面形状設定部１２は、このタイヤ断面形状の情報を、参照タイヤ断面形状の情報として、再度、最適なタイヤの断面形状を求めることができる。
本実施形態では、このような試行断面形状を持ったタイヤモデルが、タイヤモデル作成部２６において作成され、評価部２８においてタイヤ性能の評価が行われ、最終的に、決定部３０において最適なタイヤの断面形状が決定される。 The obtained information on the optimum tire cross-sectional shape is output to the output device 34, and is also sent to a CAD system or the like that creates a tire vulcanization mold (not shown). Alternatively, the obtained optimum cross-sectional shape is stored in the memory 16 as information on the tire cross-sectional shape at the time of tire deflation or as information on the cross-sectional shape of the in-mold tire, and further recorded on a hard disk or a recording medium (not shown). The
In addition, when the optimum evaluation value cannot be obtained, the determination unit 30 returns the tire cross-sectional shape information having the evaluation value closest to the optimum state among the obtained evaluation values to the base cross-sectional shape setting unit 12. Also good. The base cross-sectional shape setting unit 12 can obtain an optimal tire cross-sectional shape again using the tire cross-sectional shape information as reference tire cross-sectional information.
In the present embodiment, a tire model having such a trial cross-sectional shape is created by the tire model creation unit 26, the tire performance is evaluated by the evaluation unit 28, and finally the optimum tire is obtained by the determination unit 30. The cross-sectional shape is determined.

（タイヤの断面形状の決定方法）
図６は、本実施形態のタイヤの断面形状の決定方法の処理のフローを示す図である。
まず、装置１０は、メモリ１６に記憶されているプログラムを呼び出して起動することにより、処理モジュール１９を形成する。 (Method for determining the cross-sectional shape of the tire)
FIG. 6 is a diagram illustrating a processing flow of the method for determining the cross-sectional shape of the tire according to the present embodiment.
First, the apparatus 10 forms a processing module 19 by calling and starting a program stored in the memory 16.

まず、第１モデル作成部２０は、基準とする参照タイヤ断面形状の情報を、入力操作デバイス３２による入力により、あるいは図示されない記録装置から呼び出して取得し、節点及び要素に関する情報と、タイヤモデルの材料定数に関する情報を作成する。これにより、参照タイヤ断面形状を有する参照タイヤモデルが作成される（ステップＳ１０）。 First, the first model creation unit 20 acquires information on the reference tire cross-sectional shape as a reference by input by the input operation device 32 or by calling from a recording device (not shown), information on nodes and elements, tire model information, Create information about material constants. Thereby, the reference tire model which has a reference tire cross-sectional shape is created (step S10).

次に、設定部２２は、参照タイヤモデルの参照タイヤ断面形状に対して、第１領域と第２領域を設定し、さらに、第１領域で用いる設計寸法パラメータの寸法を変化させる寸法範囲と、第２領域で用いる基底断面形状の重み付け加算を行うための重み強度の値を変化させる重み付け範囲を設定する（ステップＳ２０）。
第１領域は、試行断面形状作成部２４において作成するタイヤ断面形状の設計寸法パラメータを用いてタイヤ断面形状を定める領域である。第２領域は、基底断面形状を用いてタイヤ断面形状を定める領域である。基底断面形状は、参照タイヤ断面形状を有するタイヤの複数の固有振動モードのうちタイヤ断面の形状が変形する複数の固有振動モードの、タイヤ断面内の変形形状をいう。
設定部２２は、参照タイヤモデルの固有値解析を行って、固有値解析における１次、２次、３次、・・・等の複数の固有振動モードの、タイヤ断面内の変形形状を求め、基底断面形状として複数設定する。基底断面形状は、固有値解析を行った参照タイヤモデルのタイヤ断面形状であるので、複数設定した基底断面形状のそれぞれは、共通した節点及び要素を持っており、共通した節点における位置座標が基底断面形状毎に異なっている。このとき設定される基底断面形状の変形の大きさは正規化されている。複数の固有振動モードの、タイヤ断面内の変形形状のうち、どの変形形状を基底断面形状として設定するかについては、例えば、出力装置３４に画面表示された変形形状を、オペレータが確認しながら、入力操作デバイス１６による入力指示による取捨選択によって行われる。こうして、第２領域における基底断面形状が設定される。 Next, the setting unit 22 sets the first region and the second region with respect to the reference tire cross-sectional shape of the reference tire model, and further, a dimension range for changing the dimension of the design dimension parameter used in the first region, A weighting range for changing the value of the weight intensity for performing weighted addition of the base cross-sectional shape used in the second region is set (step S20).
The first region is a region for determining the tire cross-sectional shape using the design dimension parameter of the tire cross-sectional shape created by the trial cross-sectional shape creating unit 24. The second region is a region that determines the tire cross-sectional shape using the base cross-sectional shape. The base cross-sectional shape refers to a deformed shape in the tire cross section of a plurality of natural vibration modes in which the shape of the tire cross section is deformed among the plurality of natural vibration modes of the tire having the reference tire cross-sectional shape.
The setting unit 22 performs eigenvalue analysis of the reference tire model, obtains deformation shapes in the tire cross section of a plurality of natural vibration modes such as first, second, third,. Set multiple shapes. Since the base cross-sectional shape is the tire cross-sectional shape of the reference tire model subjected to eigenvalue analysis, each of the set base cross-sectional shapes has a common node and element, and the position coordinate at the common node is the base cross-sectional shape. Different for each shape. The size of the deformation of the base cross-sectional shape set at this time is normalized. Of the plurality of natural vibration modes, among the deformation shapes in the tire cross section, which deformation shape is set as the base cross-sectional shape, for example, while the operator confirms the deformation shape displayed on the screen of the output device 34, This is performed by selection according to an input instruction from the input operation device 16. Thus, the base cross-sectional shape in the second region is set.

次に、試行断面形状作成部２４は、第１領域における試行断面形状を作成するために、例えば、図４に示す幅Ｗが第１領域Ｒ_Aの設計寸法パラメータの変数として定められている場合、決定部３０が定める幅Ｗを用い、これ以外の設計数法は固定する。これにより、試行断面形状作成部２４は、第１領域における試行断面形状を作成する。作成される試行断面形状は、参照タイヤモデルと共通する節点を有するが、この節点を位置座標が異なっている。
一方、第２の領域における試行断面形状を作成するために、試行断面形状作成部２４は、設定された基底断面形状の変形部分に対して決定部３０で定められた重み強度を用いた重み付け加算を行う。すなわち、第２の領域における試行断面形状を作成するために、試行断面形状作成部２４は、複数の基底断面形状の節点の、参照タイヤモデルの対応する節点からの位置座標の差分（変位）に重み強度を乗算して加算することにより、第２領域における試行断面形状を作成する。
試行断面形状作成部２４は、第１領域における試行断面形状に、第２領域における試行断面形状の変形部分、すなわち、第２領域における試行断面形状の節点の位置座標と参照タイヤモデルの対応する節点の位置座標との差分を加算して、第１領域及び第２領域を含む試行断面形状を作成する（ステップＳ３０）。試行断面形状のうち、第１領域及び第２領域のいずれにも設定されない領域がある場合、参照タイヤモデルにおける該当する領域の形状が用いられる。
上記設計寸法パラメータ及び重み強度については、後述するように、設定された寸法範囲及び重み付け範囲の中で、決定部３０が値を順次変更する。
試行断面形状作成部２４は、作成した第１領域及び第２領域を含む試行断面形状の情報をメモリ１６に記憶させる。 Next, in order to create the trial cross-sectional shape in the first region, the trial cross-sectional shape creation unit 24, for example, when the width W shown in FIG. 4 is determined as a variable of the design dimension parameter of the first region _RA The width W determined by the determining unit 30 is used, and other design number methods are fixed. Thereby, the trial cross-sectional shape creation unit 24 creates a trial cross-sectional shape in the first region. The created trial cross-sectional shape has a node common to the reference tire model, but the position coordinate of this node is different.
On the other hand, in order to create the trial cross-sectional shape in the second region, the trial cross-sectional shape creation unit 24 performs weighted addition using the weight intensity determined by the determination unit 30 for the deformation portion of the set base cross-sectional shape. I do. That is, in order to create the trial cross-sectional shape in the second region, the trial cross-sectional shape creating unit 24 calculates the difference (displacement) of the position coordinates of the nodes of the plurality of base cross-sectional shapes from the corresponding nodes of the reference tire model. The trial cross-sectional shape in the second region is created by multiplying and adding the weight intensity.
The trial cross-sectional shape creating unit 24 converts the trial cross-sectional shape in the first region to the deformed portion of the trial cross-sectional shape in the second region, that is, the position coordinates of the nodes of the trial cross-sectional shape in the second region and the corresponding nodes of the reference tire model. The trial cross-sectional shape including the first region and the second region is created by adding the difference from the position coordinates of (Step S30). If there is a region that is not set in either the first region or the second region among the trial cross-sectional shapes, the shape of the corresponding region in the reference tire model is used.
As will be described later, the determination unit 30 sequentially changes the values of the design dimension parameter and the weight intensity within the set dimension range and weighting range.
The trial cross-sectional shape creation unit 24 causes the memory 16 to store information on the trial cross-sectional shape including the created first region and second region.

第２モデル作成部２６は、作製された設定された試行断面形状をタイヤ断面形状に有する試行タイヤモデルを作成する。この試行タイヤモデルは、ＦＥＭモデルであり、例えば、参照タイヤモデルと同じ節点及び要素を含む。ただし、節点の位置座標のみが異なる。作成された試行タイヤモデルはメモリ１６に記録される。 The second model creation unit 26 creates a trial tire model having the prepared trial cross-sectional shape in the tire cross-sectional shape. This trial tire model is an FEM model and includes, for example, the same nodes and elements as the reference tire model. However, only the position coordinates of the nodes are different. The created trial tire model is recorded in the memory 16.

次に、評価部２８は、メモリ１６に記憶された試行タイヤモデルを呼び出して、この試行タイヤモデルに対してタイヤ性能を評価するためのシミュレーションを行ってタイヤ性能の評価を行う（ステップＳ４０）。例えば、タイヤ性能がタイヤ縦ばね定数である場合、以下のように、シミュレーションが行われる。まず、試行タイヤモデルに、タイヤに空気圧を与えるように、評価部２８は、内圧充填処理を施し、その後、評価部２８は、平面を再現した平面剛体モデルに試行タイヤモデルを押し付けて、定められた荷重が負荷されるまで試行タイヤモデルを平面剛体モデルに近づける。試行タイヤモデルに負荷された荷重が定められた荷重になるとき、試行タイヤモデルの平面剛体モデルへの押し付けは終了し、試行タイヤモデルのタイヤ回転中心軸と平面剛体モデルの表面との間の距離を求める。これにより、評価部２８は、試行タイヤモデルの縦撓みの量を求め、この縦撓みの量で、負荷された荷重を除算することにより、タイヤ縦ばね定数の値を求める。 Next, the evaluation unit 28 calls the trial tire model stored in the memory 16, performs a simulation for evaluating the tire performance on the trial tire model, and evaluates the tire performance (step S40). For example, when the tire performance is a tire longitudinal spring constant, a simulation is performed as follows. First, the evaluation unit 28 performs an internal pressure filling process so that the tire pressure is applied to the trial tire model, and then the evaluation unit 28 is determined by pressing the trial tire model against a planar rigid body model that reproduces a plane. The trial tire model is brought close to the plane rigid body model until a heavy load is applied. When the load applied to the trial tire model becomes a predetermined load, the trial tire model is no longer pressed against the planar rigid model, and the distance between the tire rotation center axis of the trial tire model and the surface of the planar rigid model is finished. Ask for. Thereby, the evaluation unit 28 obtains the amount of longitudinal deflection of the trial tire model, and obtains the value of the tire longitudinal spring constant by dividing the applied load by the amount of longitudinal deflection.

タイヤ性能は、タイヤ縦ばね定数等のばね定数の他に、例えば、タイヤ転動時の転がり抵抗、摩耗予に基づくタイヤ寿命（走行距離）、タイヤ固有振動数やタイヤ転動時の振動レベル、騒音レベル、ハイドロプレーニングの発生速度、操縦安定性能を表すスリップ角度１度当たりの横力の値等であってもよい。これらのタイヤ性能についても、周知のシミュレーション方法で評価することができる。得られたタイヤ性能の評価結果は、メモリ１６に記憶される。 In addition to the spring constant such as the tire longitudinal spring constant, the tire performance includes, for example, rolling resistance at the time of tire rolling, tire life (travel distance) based on wear prediction, tire natural frequency and vibration level at tire rolling, It may be a noise level, a hydroplaning generation speed, a lateral force value per slip angle representing steering stability performance, or the like. These tire performances can also be evaluated by a well-known simulation method. The obtained tire performance evaluation results are stored in the memory 16.

次に、決定部３０は、試行断面形状を作成した回数が予め定められた回数Ｎ以上になったか否かを判定する（ステップＳ７０）。この判定の結果が否定である場合、決定部３０は、設計寸法パラメータの寸法及び重み強度の値を変更する（ステップＳ６０）。寸法及び重み強度の値は、一定の大きさずつ順次変更される。あるいは、設定された範囲内でランダムに変更される。
こうして、変更された寸法及び重み強度の値を用いて、ステップＳ３０〜５０が繰り返される。
ステップＳ５０における判定が肯定である場合、決定部３０は、タイヤ性能の評価結果に基づいて、最適な試行断面形状を探索する（ステップＳ７０）。具体的には、特開２００２−１５０１０号公報に記載されるように、設計寸法パラメータの寸法及び重み強度の値を設計変数としてタイヤ性能の評価結果である評価値を表す関数で、チェビシェフの直交多項式を用いた曲面近似関数が応答曲面関数として作成される。
こうして作成された応答曲面関数における評価値が、設計変数の設定された範囲において、最大値あるいは最小値となり、また入力された値と一致あるいは許容範囲内で一致するような、設計変数の値を求める。 Next, the determination unit 30 determines whether or not the number of times of creating the trial cross-sectional shape is equal to or greater than the predetermined number N (step S70). When the result of this determination is negative, the determining unit 30 changes the values of the design dimension parameter and the weight strength (step S60). The dimensions and weight strength values are sequentially changed by a certain amount. Or it changes at random within the set range.
Thus, steps S30 to S50 are repeated using the changed dimension and weight strength values.
If the determination in step S50 is affirmative, the determination unit 30 searches for an optimum trial cross-sectional shape based on the tire performance evaluation result (step S70). Specifically, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-15010, a Chebyshev orthogonal function is a function that represents an evaluation value that is an evaluation result of tire performance using the dimensions of design dimension parameters and values of weight strength as design variables. A surface approximation function using a polynomial is created as a response surface function.
The value of the design variable is such that the evaluation value in the response surface function created in this way is the maximum value or minimum value within the set range of the design variable, and matches the input value or within the allowable range. Ask.

決定部３０は、こうして求められた、応答曲面関数における評価値が最大値あるいは最小値となり、また入力された値と一致あるいは許容範囲内で一致するような設計変数の値（重み強度の値）と、基底断面形状と、を用いてタイヤ断面形状を作成する。決定部３０は、この作成したタイヤ断面形状を、タイヤ性能を最大あるいは最小とし、また入力された値と一致あるいは許容範囲内で一致するような最適なタイヤ断面形状として決定する（ステップＳ８０）。
本実施形態は、ステップＳ６０において設計寸法パラメータの寸法及び重み強度の値を変更するとき、一定の大きさで設計寸法パラメータの寸法及び重み強度の値を逐次変化して設定された全範囲をカバーするが、実験計画法、例えばＬ８１等の直交表を用いて設計寸法パラメータの寸法及び重み強度の値を設定する場合、設計寸法パラメータの寸法及び重み強度の値を予め割り付け、この割り付けに応じて設計寸法パラメータの寸法及び重み強度の値が設定される。また、評決定部３０は多目的遺伝的アルゴリズムを用いてタイヤ断面形状の最適化を行うこともできる。
本実施形態では、タイヤの試行断面形状を複数作成してタイヤ性能の評価を行うことにより、応答曲面関数を求め、この応答曲面関数を用いて、タイヤ性能の評価が設定された条件を満足する最適な試行断面形状を探索する。この他に、タイヤの試行断面形状を変えながらタイヤ性能を評価し、その評価結果に応じて試行断面形状を逐次変更しながら、タイヤ性能の評価が設定された条件を満足する最適な試行断面形状を探索することもできる。 The determination unit 30 determines the value of the design variable (weight strength value) such that the evaluation value in the response surface function obtained in this way becomes the maximum value or the minimum value, and matches the input value or within an allowable range. Then, a tire cross-sectional shape is created using the base cross-sectional shape. The determining unit 30 determines the tire cross-sectional shape thus created as an optimum tire cross-sectional shape that maximizes or minimizes the tire performance and matches the input value or within an allowable range (step S80).
In the present embodiment, when the dimension of the design dimension parameter and the value of the weight intensity are changed in step S60, the entire range set by sequentially changing the dimension of the design dimension parameter and the value of the weight intensity at a constant size is covered. However, when setting the dimensions and weight strength values of the design dimension parameters using an experimental design method, for example, an orthogonal table such as L81, the dimensions and weight strength values of the design dimension parameters are assigned in advance, and according to this assignment Design dimension parameter dimensions and weight strength values are set. The rating determination unit 30 can also optimize the tire cross-sectional shape using a multipurpose genetic algorithm.
In the present embodiment, a plurality of trial cross-sectional shapes of the tire are created and the tire performance is evaluated, thereby obtaining a response surface function, and using the response surface function, the conditions for setting the tire performance are satisfied. Search for the optimal trial cross-sectional shape. Besides this, the tire performance is evaluated while changing the trial cross-sectional shape of the tire, and the optimum trial cross-sectional shape that satisfies the conditions set for the evaluation of the tire performance while sequentially changing the trial cross-sectional shape according to the evaluation result Can also be searched.

このように決定されたタイヤ断面形状は、インモールドタイヤ断面形状、あるいは、ＪＡＴＭＡ等で規定されてリムにタイヤを装着したときのタイヤデフレート時のタイヤ断面形状とされ、タイヤ加硫用金型を作成するＣＡＤシステム等に送られる。このＣＡＤシステムでは、タイヤ断面形状に基づいてタイヤ金型の内面形状の寸法を決定し、金型作製装置により金型原料が加工されてタイヤ加硫用金型が作製される。この後、未加硫タイヤを、作製したタイヤ加硫用金型を用いて未加流タイヤの加硫を行うことにより、タイヤを製造することができる。 The tire cross-sectional shape determined in this way is an in-mold tire cross-sectional shape or a tire cross-sectional shape at the time of tire deflation when the tire is mounted on the rim as defined by JATMA or the like. Sent to a CAD system to be created. In this CAD system, the dimensions of the inner surface shape of the tire mold are determined based on the tire cross-sectional shape, and the mold raw material is processed by a mold manufacturing apparatus to manufacture a tire vulcanization mold. Then, a tire can be manufactured by vulcanizing an unvulcanized tire using the produced tire vulcanization mold.

従来、基底断面形状として用いる固有振動モードは、トレッド部の変形形状もサイド部の変形形状と同程度の大きさの変形を有する。しかし、本実施形態では、トレッド部のようになるべくタイヤ断面形状の最適化のために変形させたくない部分を、設計寸法パラメータによりタイヤ断面形状を定める第１領域として定めることができる。このように、本実施形態では、最適なタイヤ断面形状を作成するために１つの試行断面形状を作成するとき、設計寸法パラメータを用いてタイヤ断面形状を定める第１領域と、複数の固有振動モードに由来する基底断面形状を用いてタイヤ断面形状を定める第２領域とを別々に定めて試行断面形状を作成する。したがって、本実施形態は、タイヤ断面形状を効率よく、例えば、転がり抵抗や偏摩耗等のタイヤ性能を低下させることなく、最適化することができる。さらに、本実施形態は、目的とするタイヤ性能を満足する最適なタイヤ断面形状を効率よく見つけ出すことができる。 Conventionally, in the natural vibration mode used as the base cross-sectional shape, the deformation shape of the tread portion has a deformation of the same size as the deformation shape of the side portion. However, in the present embodiment, a portion that is unlikely to be deformed for optimization of the tire cross-sectional shape as much as the tread portion can be defined as the first region that defines the tire cross-sectional shape by the design dimension parameter. Thus, in this embodiment, when creating one trial cross-sectional shape in order to create the optimal tire cross-sectional shape, the first region for defining the tire cross-sectional shape using the design dimension parameter and a plurality of natural vibration modes A trial cross-sectional shape is created by separately defining a second region that defines a tire cross-sectional shape using a base cross-sectional shape derived from the above. Therefore, this embodiment can optimize a tire cross-sectional shape efficiently, for example, without reducing tire performance, such as rolling resistance and partial wear. Furthermore, this embodiment can efficiently find the optimum tire cross-sectional shape that satisfies the target tire performance.

本実施形態では、試行断面形状を作成するとき、寸法範囲内の寸法を用いてタイヤ断面形状のうち第１領域におけるタイヤ断面形状（第１領域における試行断面形状）を作成した後、第１領域の作成したタイヤ断面形状に、第２領域において、重み強度の値を用いて基底断面形状の重み付け加算を行うことで作成されるタイヤ断面形状（第２領域の試行断面形状）を付加（加算）することが、第１領域と第２領域を重複した場合でも、有効に処理できる点で好ましい。したがって、この場合、第１領域と第２領域を重複させて、タイヤ断面形状の最適化を行うことができる。 In the present embodiment, when creating the trial cross-sectional shape, after creating the tire cross-sectional shape in the first region (trial cross-sectional shape in the first region) among the tire cross-sectional shapes using the dimensions within the size range, the first region The tire cross-sectional shape created by performing weighted addition of the base cross-sectional shape using the weight strength value in the second region is added (added) to the tire cross-sectional shape created in It is preferable in that it can be effectively processed even when the first region and the second region overlap. Therefore, in this case, the tire cross-sectional shape can be optimized by overlapping the first region and the second region.

本実施形態のタイヤの断面形状の決定方法は、メモリ１６に記憶されているコンピュータが読み取り可能なプログラムを起動してコンピュータを用いて実行されるが、このプログラムは、以下の処理手順を有する。すなわち、プログラムは、
（Ａ）コンピュータのＣＰＵ１４に、基準とする参照構造体断面形状の参照構造体モデルを作成させる手順と、
（Ｂ）ＣＰＵ１４に、前記参照構造体モデルに対して、前記参照構造体断面形状の設計寸法パラメータを用いて構造体断面形状を定める第１領域と、前記参照構造体断面形状を有する構造体の複数の固有振動モードのうち構造体断面の形状が変形する複数の固有振動モードの、構造体断面内の変形形状を基底断面形状としたとき、前記基底断面形状を用いて構造体断面形状を定める第２領域を設定させ、さらに、前記設計寸法パラメータの寸法を変化させる寸法範囲と、前記基底断面形状の重み付け加算を行うための重み強度の値を変化させる重み付け範囲を設定させる手順と、
（Ｃ）ＣＰＵ１４に、前記第１領域については前記寸法範囲内の前記寸法を用いさせることにより、前記第２領域については前記重み付け範囲内の前記重み強度の値を用いさせて前記基底断面形状の重み付け加算を行わせることにより、前記第１領域及び前記第２領域を含む試行断面形状を作成させる手順と、
（Ｄ）ＣＰＵ１４に、前記試行断面形状を構造体断面形状とする試行構造体モデルを作成させ、この作成した前記試行構造体モデルを用いて構造体の性能のシミュレーションを行わせることにより、前記試行断面形状の性能評価を行わせる手順と、
（Ｅ）ＣＰＵ１４に、前記設計寸法パラメータにおける寸法の変更と前記重み強度の値の変更を行わせて前記性能評価を行わせることにより、前記性能評価の結果が予め設定された条件を満足する試行断面形状を探索させて、前記性能評価に適合した構造体断面形状を決定させる手順と、を有する。
このプログラムは、インターネット等の電気回線を通じてコンピュータに転送されてメモリ１６に記憶保持されてもよい。また、このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータが読み込み可能なnon-transitoryの記録媒体等に記録されてもよい。 The method for determining the cross-sectional shape of the tire according to the present embodiment is executed using a computer by starting a computer-readable program stored in the memory 16, and this program has the following processing procedure. That is, the program
(A) A procedure for causing the CPU 14 of the computer to create a reference structure cross-sectional reference structure model as a reference;
(B) For the reference structure model, the CPU 14 uses the design region parameter for the cross-sectional shape of the reference structure to determine the cross-sectional shape of the structure and the structure having the cross-sectional shape of the reference structure. When the deformation shape in the structure cross section of the plurality of natural vibration modes in which the shape of the structure cross section is deformed among the plurality of natural vibration modes is the base cross section shape, the structure cross section shape is determined using the base cross section shape A step of setting a second area, and further setting a dimension range for changing the dimension of the design dimension parameter, and a weighting range for changing a weight intensity value for performing weighted addition of the base cross-sectional shape;
(C) By causing the CPU 14 to use the dimension within the dimension range for the first region, the CPU 14 causes the value of the weight intensity within the weight range to be used for the second region. A procedure for creating a trial cross-sectional shape including the first region and the second region by performing weighted addition; and
(D) By causing the CPU 14 to create a trial structure model having the trial cross-sectional shape as a structure cross-sectional shape, and to perform a simulation of the performance of the structure using the created trial structure model, the trial A procedure for performing cross-sectional shape performance evaluation;
(E) An attempt to satisfy the preset condition of the performance evaluation result by causing the CPU 14 to perform the performance evaluation by changing the dimension in the design dimension parameter and the value of the weight intensity. And a procedure for searching for a cross-sectional shape and determining a cross-sectional shape of the structure suitable for the performance evaluation.
This program may be transferred to a computer through an electric line such as the Internet and stored in the memory 16. The program may be recorded on a non-transitory recording medium that can be read by a computer, such as a CD-ROM.

［実施例、従来例］
本実施形態の方法の効果を確認するために、２２５／５０Ｒ１８のタイヤのタイヤ断面形状を用いて、このタイヤのタイヤ断面形状の最適化を行った。評価するタイヤ性能は、転がり抵抗と耐偏摩耗特性である。転がり抵抗は、試行タイヤモデルを地面剛体モデル上に走行させるシミュレーションを行って算出した。このときのシミュレーション試験条件として、空気圧を２１０ｋＰａとし、転動速度を８０ｋｍ／時とし、負荷荷重を４．５ｋＮとした。また、耐偏摩耗特性については、試行タイヤモデルを地面剛体モデル上に走行させるシミュレーションを行って算出した。空気圧を２１０ｋＰａとし、転動速度を８０ｋｍ／時とし、負荷荷重を４．５ｋＮとしたときの地面剛体モデルと接する試行ダイヤモデルの接地圧と摩擦特性から偏摩耗形態及び摩耗速度を調べて偏摩耗を予測して耐偏摩耗特性を調べた。転がり抵抗の値は参照タイヤモデルにおける転がり抵抗の値を基準（１００）とし、値が大きいほど転がり抵抗が小さくなるように指数化した。一方、耐偏摩耗特性は、１００００ｋｍ走行後のトレッド部の予測される摩耗量について、センター部のセンターライン上の位置とショルダー部の特定の位置の間でどの程度差が生じるか、摩耗量の差分を調べ、参照タイヤモデルにおける上記摩耗量の差分を基準（１００）とし、この差分が小さいほど耐偏摩耗が優れているように指数化した。 [Examples and conventional examples]
In order to confirm the effect of the method of the present embodiment, the tire cross-sectional shape of this tire was optimized using the tire cross-sectional shape of a 225 / 50R18 tire. The tire performance to be evaluated is rolling resistance and uneven wear resistance. The rolling resistance was calculated by performing a simulation of running the trial tire model on the ground rigid body model. As simulation test conditions at this time, the air pressure was 210 kPa, the rolling speed was 80 km / hr, and the load was 4.5 kN. The uneven wear resistance was calculated by performing a simulation of running the trial tire model on the ground rigid body model. When the air pressure is 210 kPa, the rolling speed is 80 km / h, and the load is 4.5 kN, the uneven wear form and wear rate are investigated from the contact pressure and friction characteristics of the trial diamond model in contact with the ground rigid body model. Thus, the uneven wear resistance was investigated. The value of rolling resistance was indexed so that the rolling resistance value in the reference tire model was based on the standard (100), and the rolling resistance became smaller as the value increased. On the other hand, the uneven wear resistance is the difference between the predicted wear amount of the tread part after traveling 10,000 km between the position on the center line of the center part and the specific position of the shoulder part. The difference was examined, and the difference in the amount of wear in the reference tire model was used as a standard (100). The smaller the difference, the better the uneven wear resistance.

図７（ａ）は、トレッド部を第１領域Ｒ_Aに設定し、サイド部を第２領域Ｒ_Bに設定して本実施形態の方法を用いて得られた実施例の最適化したタイヤ断面形状（実線）と、従来から行われる第２領域のみを用いて（基底断面形状を重み付け加算して）得られた従来例の最適化したタイヤ断面形状（点線）とを示す。実施例及び従来例において基底断面形状として用いる固有振動モードは、いずれもビード部を固定して得られるモードとした。図７（ｂ）は、従来例の最適化したタイヤ断面形状（実線）と参照タイヤ断面形状（点線）を示す。図７（ｂ）から明らかなように、従来例の最適化したタイヤ断面形状は、最適化により、タイヤ断面形状が参照タイヤ断面形状から大きく変化しているのがわかる。この変化は、トレッド部においても生じトレッド部において波打っている。一方、図７（ａ）に示すように、従来例の最適化したタイヤ断面形状（点線）に対して実施例の最適化したタイヤ断面形状（実線）のトレッド部分は波打っておらず、滑らかな曲線を描いている。一方サイド部は、従来のタイヤ断面形状と変化しない。
このようなタイヤ断面形状により、従来例の最適化したタイヤ断面形状の転がり抵抗の指数は１０５であり、実施例の最適化したタイヤ断面形状の転がり抵抗の指数も１０５であった。一方、従来例の最適化したタイヤ断面形状の耐偏摩耗特性の指数は９６であり、実施例の最適化したタイヤ断面形状の耐偏摩耗特性の指数は１１０であった。これより、本実施形態の方法は、効率よく、すなわち他のタイヤ性能の犠牲を払うことなく、目標とするタイヤ性能を効率よく最適化するタイヤ断面形状を決定することができる。 FIGS. 7 (a) sets the tread portion in the first region R _A, the tire cross-section a side portion is optimized in the second region R Example obtained using the method of this embodiment is set to _B The shape (solid line) and the optimized tire cross-sectional shape (dotted line) of the conventional example obtained using only the second region conventionally performed (by weighted addition of the base cross-sectional shape) are shown. The natural vibration mode used as the base cross-sectional shape in the example and the conventional example is a mode obtained by fixing the bead portion. FIG. 7B shows the optimized tire cross-sectional shape (solid line) and the reference tire cross-sectional shape (dotted line) of the conventional example. As can be seen from FIG. 7B, the optimized tire cross-sectional shape of the conventional example shows that the tire cross-sectional shape greatly changes from the reference tire cross-sectional shape due to the optimization. This change also occurs in the tread portion and is undulating in the tread portion. On the other hand, as shown in FIG. 7A, the tread portion of the optimized tire cross-sectional shape (solid line) of the embodiment is not wavy and smooth compared to the optimized tire cross-sectional shape (dotted line) of the conventional example. A simple curve. On the other hand, the side portion does not change from the conventional tire cross-sectional shape.
With such a tire cross-sectional shape, the index of rolling resistance of the optimized tire cross-sectional shape of the conventional example was 105, and the index of rolling resistance of the tire cross-sectional shape optimized of the example was 105. On the other hand, the index of uneven wear resistance of the optimized tire cross-sectional shape of the conventional example was 96, and the index of uneven wear resistance of the optimized tire cross-sectional shape of the example was 110. From this, the method of this embodiment can determine the tire cross-sectional shape that optimizes the target tire performance efficiently, that is, without sacrificing other tire performance.

以上、本発明のタイヤ断面形状作成方法、タイヤ断面形状決定方法、タイヤ製造方法、タイヤ断面形状決定装置、及びプログラムについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 As described above, the tire cross-sectional shape creation method, the tire cross-sectional shape determination method, the tire manufacturing method, the tire cross-sectional shape determination device, and the program according to the present invention have been described in detail, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and It goes without saying that various improvements and changes may be made without departing from the spirit of the invention.

１０タイヤ断面形状決定装置
１２本体部
１４ＣＰＵ
１６メモリ
１８入出力部
１９処理モジュール
２０第１モデル作成部
２２設定部
２４試行断面形状作成部
２６第２モデル作成部
２８評価部
３０決定部
３２入力操作デバイス
３４出力装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Tire cross-sectional shape determination apparatus 12 Main-body part 14 CPU
16 Memory 18 Input / output unit 19 Processing module 20 First model creation unit 22 Setting unit 24 Trial section shape creation unit 26 Second model creation unit 28 Evaluation unit 30 Determination unit 32 Input operation device 34 Output device

Claims

A structure sectional shape creation method for creating a structure sectional shape using a computer,
A step of creating a reference structure model having a reference structure cross-sectional shape as a reference;
A first area for defining a cross-sectional shape of the structure using a design dimension parameter of the cross-sectional shape of the reference structure, and a cross-sectional shape of the reference structure; When the deformation shape in the structure cross section of the plurality of natural vibration modes in which the structure cross-sectional shape is deformed among the plurality of natural vibration modes of the structure having the base cross-sectional shape is used as the cross-section of the structure A second region for defining the shape, and a dimension range for changing the dimension of the design dimension parameter and a weighting range for changing the value of the weight intensity for performing weighted addition of the base cross-sectional shape. Process,
The computer uses the dimensions within the size range for the first region, and performs weighted addition of the base cross-sectional shape using the weight intensity value within the weight range for the second region. And a step of creating a trial cross-sectional shape including the first region and the second region.

The structure is a tire,
The structure cross-sectional shape creation method according to claim 1, wherein the natural vibration mode is obtained by performing eigenvalue analysis of the reference structure model.

After creating the first region of the structure cross-sectional shape using the dimensions within the size range, the weight strength value within the weighting range is used for the structure cross-sectional shape created in the first region. The structure cross-sectional shape according to claim 1 or 2, wherein the trial cross-sectional shape is created by adding the structure cross-sectional shape of the second region created by performing weighted addition of the base cross-sectional shape. How to make.

The structure cross-sectional shape creation method according to claim 3, wherein the first region and the second region overlap.

A structure cross-sectional shape determination method for determining a cross-sectional shape of a structure using a computer,
A step of creating a reference structure model having a reference structure cross-sectional shape as a reference;
A first region for defining a cross-sectional shape of the structure using a design dimension parameter of the cross-sectional shape of the reference structure with respect to the reference structure model; and a plurality of structures having the cross-sectional shape of the reference structure. A second region that defines the cross-sectional shape of the structure using the base cross-sectional shape when a deformed shape in the cross-section of the structure of a plurality of natural vibration modes in which the cross-sectional shape of the structure is deformed is a base cross-sectional shape. And, further, setting a dimension range for changing the dimension of the design dimension parameter, and a weighting range for changing a weight intensity value for performing weighted addition of the base cross-sectional shape;
The computer uses the dimensions within the size range for the first region, and performs weighted addition of the base cross-sectional shape using the weight intensity value within the weight range for the second region. Thereby creating a trial cross-sectional shape including the first region and the second region;
The computer creates a trial structure model having the trial cross-sectional shape as a structure cross-sectional shape, and performs simulation of the performance of the structure using the created trial structure model. A process for performance evaluation;
The computer performs a performance evaluation by changing the dimensions of the design dimension parameter and the value of the weight intensity, thereby searching for a trial cross-sectional shape that satisfies the preset condition of the performance evaluation result And determining a structure cross-sectional shape suitable for the performance evaluation.

The structure cross-sectional shape determining method according to claim 5, wherein the structure is a tire, and the cross-section of the structure is a tire cross-section when cut along a plane including a tire rotation axis of the tire. .

Determining and producing the inner surface shape of the tire mold based on the shape of the outer peripheral surface of the tire cross-sectional shape determined by the structure cross-sectional shape determining method according to claim 6;
And a step of producing a tire by vulcanizing an unvulcanized tire using the produced tire mold of the unvulcanized tire.

A computer-readable program for causing a computer to execute a structure cross-sectional shape creating method for creating a structure cross-sectional shape,
A procedure for causing the computing unit of the computer to create a reference structure model of a reference structure cross-sectional shape as a reference,
A structure having a first region for defining a cross-sectional shape of a structure using a design dimension parameter of the cross-sectional shape of the reference structure for the reference structure model, and a structure having the cross-sectional shape of the reference structure, in the arithmetic unit of the computer The cross-sectional shape of the structure using the base cross-sectional shape when the deformation shape in the cross-section of the structure of the plurality of natural vibration modes in which the shape of the cross-section of the structure is deformed among the plurality of natural vibration modes of the body is the base cross-sectional shape A second region for determining the size, and a step for setting a size range for changing the dimension of the design size parameter and a weighting range for changing a weight intensity value for performing weighted addition of the base cross-sectional shape When,
By causing the computing unit of the computer to use the dimension within the dimension range for the first region, and to use the value of the weight intensity within the weight range for the second region, the base section A procedure for creating a trial cross-sectional shape including the first region and the second region by performing weighted addition of shapes;
By causing the calculation unit of the computer to create a trial structure model having the trial cross-sectional shape as a structure cross-sectional shape, and performing simulation of the performance of the structure using the created trial structure model, A procedure for performing a performance evaluation of the trial cross-sectional shape;
By causing the computing unit of the computer to perform the performance evaluation by changing the dimension in the design dimension parameter and the value of the weight strength, the result of the performance evaluation satisfies a preset condition. And a procedure for determining a cross-sectional shape of the structure suitable for the performance evaluation by searching for a trial cross-sectional shape to be performed.

A structure cross-sectional shape determining device for determining a cross-sectional shape of a structure,
A first model creation unit that creates a reference structure model of a reference structure cross-sectional shape as a reference;
For the reference structure model, a first region that defines a structure cross-sectional shape using a design dimension parameter of the cross-sectional shape of the reference structure, and a plurality of natural vibration modes of the structure having the cross-sectional shape of the reference structure Of the plurality of natural vibration modes in which the shape of the cross section of the structure is deformed, when the deformed shape in the cross section of the structure is the base cross sectional shape, a second region that defines the cross sectional shape of the structure using the base cross sectional shape, A setting unit for setting a weight range for changing a weight range for performing weighted addition of the base cross-sectional shape, and a size range for changing the dimension of the design dimension parameter;
By using the dimension within the dimension range for the first region, and by performing weighted addition of the base cross-sectional shape using the weight intensity value within the weighting range for the second region, A trial cross-sectional shape creation unit for creating a trial cross-sectional shape including the first region and the second region;
A second model creation unit for creating a trial model in which the trial cross-sectional shape is a structure cross-sectional shape;
By performing simulation of the performance of the structure using the created trial model, an evaluation unit that performs performance evaluation of the trial cross-sectional shape,
By changing the value of the weight strength used for the weighted addition and performing the performance evaluation of the trial cross-sectional shape, the performance evaluation result is searched for a trial cross-sectional shape that satisfies a preset condition, and the performance A structure cross-sectional shape determining apparatus, comprising: a determining unit that determines a cross-sectional shape of the structure suitable for the evaluation.