JP2023070896A - Tire model and creation method of tire model - Google Patents

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Abstract

To provide a tire model enabling a tire performance evaluation considering the influence of a design of a tire side surface.SOLUTION: A tire model 1 is a model to be used for computer simulation of a tire. The tire model 1 has a first model part 10 for reproducing a tire body, a second model part 20 for reproducing a tire surface shape including a tread pattern, and a joint line 30 for combining the first model part 10 and the second model part 20. The second model part 20 includes a side design region 23 in which the design of a tire side surface is reproduced. The joint line 30 extends to a position corresponding to the side design region 23 of the second model part 20.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、タイヤモデルおよびタイヤモデルの作成方法に関し、より詳しくは、タイヤのコンピュータシミュレーションに用いられるタイヤモデルに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tire model and a method for creating a tire model, and more particularly to a tire model used for computer simulation of tires.

従来、タイヤの表面形状および内部構造を再現したモデルであって、タイヤのコンピュータシミュレーションに用いられるタイヤモデルが広く知られている。例えば、特許文献1,2には、タイヤを有限要素に分割したタイヤのFEMモデルを作成し、当該FEMモデルを用いたコンピュータシミュレーションによりタイヤ性能を予測する方法が開示されている。特許文献1,2には、トレッドをモデル化したトレッドモデルと、トレッドを除いた部分をモデル化したケーシングモデルとを結合して構成されるタイヤモデルが開示されている。 Conventionally, a tire model that reproduces the surface shape and internal structure of a tire and is used for computer simulation of the tire is widely known. For example, Patent Literatures 1 and 2 disclose a method of creating an FEM model of a tire by dividing the tire into finite elements and predicting tire performance by computer simulation using the FEM model. Patent Literatures 1 and 2 disclose a tire model configured by combining a tread model that models a tread and a casing model that models a portion excluding the tread.

特開2002-306838号公報JP-A-2002-306838 特開2004-317832号公報JP 2004-317832 A

近年、タイヤの空力性能などを評価する上で、タイヤ側面の凹凸形状が重要視される場合がある。このため、タイヤ側面の意匠の影響を考慮したシミュレーションを行うことが求められているが、従来のタイヤモデルは、一般的に、タイヤ側面の意匠を省略したものとなっている(後述の図4参照)。 In recent years, when evaluating the aerodynamic performance of a tire, the uneven shape of the tire side surface is often regarded as important. For this reason, it is required to perform a simulation that takes into account the effect of the design of the tire side surface, but the conventional tire model generally omits the design of the tire side surface (Fig. 4, which will be described later). reference).

本発明の目的は、タイヤ側面の意匠の影響を考慮したタイヤ性能評価を可能にするタイヤモデルを提供することである。 An object of the present invention is to provide a tire model that enables tire performance evaluation that takes into account the influence of the design of the tire side surface.

本発明に係るタイヤモデルは、タイヤのコンピュータシミュレーションに用いられるモデルであって、タイヤボディを再現した第1モデル部と、トレッドパターンを含むタイヤ表面形状を再現した第2モデル部と、前記第1モデル部と前記第2モデル部を組み合わせるための接合ラインとを有し、前記第2モデル部には、タイヤ側面の意匠を再現したサイド意匠領域が含まれ、前記接合ラインは、前記サイド意匠領域に対応する位置まで延びている。 A tire model according to the present invention is a model used for computer simulation of a tire, and includes a first model portion that reproduces a tire body, a second model portion that reproduces a tire surface shape including a tread pattern, and the first model portion. A model portion and a joint line for combining the second model portion, the second model portion includes a side design area that reproduces the design of the tire side surface, and the joint line is the side design area. extends to a position corresponding to

本発明に係るタイヤモデルの作成方法は、タイヤのコンピュータシミュレーションに用いられるタイヤモデルの作成方法であって、タイヤボディを再現した第1モデル部を作成するステップと、トレッドパターンを再現した領域、およびタイヤ側面の意匠を再現したサイド意匠領域を含む第2モデル部を作成するステップと、前記第1モデル部と前記第2モデル部を組み合わせるステップとを含み、前記第1モデル部と前記第2モデル部を組み合わせるための接合ラインは、前記サイド意匠領域に対応する位置まで延びている。 A method for creating a tire model according to the present invention is a method for creating a tire model used for computer simulation of a tire, and comprises steps of creating a first model portion that reproduces a tire body, a region that reproduces a tread pattern, and creating a second model portion including a side design area that reproduces the design of the tire side; and combining the first model portion and the second model portion, wherein the first model portion and the second model portion are combined. A joining line for combining the parts extends to a position corresponding to the side design area.

本発明に係るタイヤモデルによれば、タイヤ側面の意匠の影響を考慮したタイヤ性能評価を効率良く行うことができる。 According to the tire model according to the present invention, it is possible to efficiently evaluate tire performance in consideration of the influence of the design of the tire side surface.

実施形態の一例であるタイヤモデルの幅方向断面の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of width direction cross section of the tire model which is an example of embodiment. 実施形態の一例である第2モデル部の一部を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a part of the second model part as an example of the embodiment; 実施形態の他の一例であるタイヤモデルを示す図である。It is a figure which shows the tire model which is another example of embodiment. 従来のタイヤモデルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional tire model.

以下、図面を参照しながら、本発明に係るタイヤモデルおよびタイヤモデルの作成方法の実施形態の一例について詳細に説明する。以下で説明する実施形態はあくまでも一例であって、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、以下で説明する複数の実施形態および変形例の各構成要素を選択的に組み合わせてなる構成は本発明に含まれている。 Hereinafter, an example of an embodiment of a tire model and a method for creating a tire model according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below are merely examples, and the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, the present invention includes a configuration in which each component of a plurality of embodiments and modified examples described below are selectively combined.

図1は、実施形態の一例であるタイヤモデル1を示す図である。図1は、タイヤモデル1の2次元断面の一部を示している。 FIG. 1 is a diagram showing a tire model 1 that is an example of an embodiment. FIG. 1 shows a part of a two-dimensional cross section of a tire model 1. FIG.

図1に示すように、タイヤモデル1は、タイヤボディを再現した第1モデル部10と、トレッドパターンを含むタイヤ表面形状を再現した第2モデル部20と、第1モデル部10と第2モデル部20を組み合わせるための接合ライン30とを有する。タイヤボディは、タイヤの骨格を構成する部分であって、タイヤ表面の意匠を含まない部分である。タイヤモデル1によれば、第1モデル部10と第2モデル部20を分けて扱うことができる。例えば、1種類の第1モデル部10と複数種の第2モデル部20を準備し、第2モデル部20の各々と第1モデル部10を組み合わせて複数種のタイヤモデル1を作成できる。 As shown in FIG. 1, a tire model 1 includes a first model portion 10 that reproduces a tire body, a second model portion 20 that reproduces a tire surface shape including a tread pattern, the first model portion 10 and a second model. and a joining line 30 for assembling the parts 20 together. A tire body is a portion that constitutes the frame of a tire and does not include the design of the tire surface. According to the tire model 1, the first model portion 10 and the second model portion 20 can be handled separately. For example, one type of first model section 10 and multiple types of second model sections 20 are prepared, and multiple types of tire models 1 can be created by combining each of the second model sections 20 and the first model sections 10 .

タイヤモデル1は、タイヤのコンピュータシミュレーション用のモデルである。詳しくは後述するが、第2モデル部20には、トレッドパターンを再現した第1領域21、およびタイヤ側面の上部の形状を再現した第2領域22が含まれる。そして、第2領域22には、タイヤ側面の意匠を再現したサイド意匠領域23が含まれている。第1モデル部10と第2モデル部20の結合位置として定義される接合ライン30は、サイド意匠領域23に対応する位置まで延びている。 A tire model 1 is a model for computer simulation of a tire. Although details will be described later, the second model portion 20 includes a first region 21 that reproduces the tread pattern and a second region 22 that reproduces the shape of the upper part of the tire side surface. The second area 22 includes a side design area 23 that reproduces the design of the tire side surface. A joining line 30 defined as a joining position of the first model portion 10 and the second model portion 20 extends to a position corresponding to the side design region 23 .

タイヤモデル1によれば、コンピュータシミュレーションを用いたタイヤの性能評価において、トレッドパターンだけでなく、タイヤ側面に形成された意匠(以下、「サイド意匠」という場合がある)の影響を考慮することが可能である。接合ライン30は、サイド意匠領域23のタイヤ径方向内側端(サイド意匠端)を超える位置までタイヤ径方向内側に延びていることが好ましい。この場合、サイド意匠領域23の全体が第2モデル部20に含まれ、サイド意匠の全体を考慮した性能評価が可能になる。 According to tire model 1, in tire performance evaluation using computer simulation, it is possible to consider not only the tread pattern but also the design formed on the tire side surface (hereinafter sometimes referred to as "side design"). It is possible. The joining line 30 preferably extends inward in the tire radial direction to a position beyond the tire radial inner end (side design end) of the side design region 23 . In this case, the entire side design region 23 is included in the second model portion 20, and performance evaluation can be performed in consideration of the entire side design.

タイヤモデル1を用いたコンピュータシミュレーションは、例えば、有限要素法(FEM)に基づいて行われる。FEMは、解析対象の構造を有限要素に分割し、各要素について運動方程式を演算することにより解析を行う。図1に例示するタイヤモデル1は、複数の要素にメッシュ分割されたFEMモデルである。図1は、タイヤ幅方向および径方向において複数の要素に分割された2次元断面の一部を示すが、タイヤモデル1は、タイヤ周方向についても複数の要素に分割された三次元モデルであることが好ましい。 A computer simulation using the tire model 1 is performed, for example, based on the finite element method (FEM). FEM divides the structure to be analyzed into finite elements and performs analysis by calculating the equation of motion for each element. A tire model 1 illustrated in FIG. 1 is an FEM model mesh-divided into a plurality of elements. FIG. 1 shows a part of a two-dimensional cross section divided into a plurality of elements in the tire width direction and radial direction, but the tire model 1 is a three-dimensional model divided into a plurality of elements also in the tire circumferential direction. is preferred.

タイヤモデル1を用いたシミュレーションは、プロセッサおよびメモリを備えたコンピュータを使用して行われる。タイヤモデル1は、シミュレーションに使用されるコンピュータで作成されてもよく、別のコンピュータで作成されてもよい。本実施形態では、タイヤモデル1の作成と当該モデルを用いたシミュレーションが同じコンピュータで行われるものとする。タイヤモデル1によればタイヤ側面の凹凸形状を考慮した性能評価が可能であるため、タイヤモデル1を用いたシミュレーションは、例えば、タイヤの空力性能、空冷性能、タイヤ側面の剛性、耐カット性能などの評価に有用である。 A simulation using the tire model 1 is performed using a computer with a processor and memory. The tire model 1 may be created by the computer used for the simulation, or may be created by another computer. In this embodiment, it is assumed that the tire model 1 is created and the simulation using the model is performed by the same computer. According to the tire model 1, performance evaluation considering the uneven shape of the tire side surface is possible, so the simulation using the tire model 1 is, for example, the aerodynamic performance of the tire, the air cooling performance, the rigidity of the tire side surface, the cut resistance performance, etc. is useful for the evaluation of

上記プロセッサは、例えば、メモリに保存されたプログラムを読み出して実行することにより、後述するタイヤモデル1を作成するための各ステップを実行し、タイヤモデル1を用いたシミュレーションの各ステップを実行する。メモリは、RAM、ROM、ハードディスク等により構成され、シミュレーションプログラム、タイヤモデル1の作成条件、材料物性値、境界条件等を含む各種設定情報などを記憶している。なお、当該コンピュータは、1つのコンピュータで構成されていてもよく、複数のコンピュータで構成されていてもよい。 The processor reads out and executes a program stored in the memory, for example, to execute each step for creating a tire model 1, which will be described later, and to execute each step of a simulation using the tire model 1. The memory is composed of RAM, ROM, hard disk, etc., and stores various setting information including simulation programs, tire model 1 creation conditions, material property values, boundary conditions, and the like. Note that the computer may be composed of one computer, or may be composed of a plurality of computers.

タイヤモデル1を構成する第1モデル部10と第2モデル部20は、メッシュにより複数の要素に分割されている。第1モデル部10と第2モデル部20は、互いに独立して作成されるモデルであって、例えば、メッシュ分割数、要素の形状、大きさ等は各モデル部において異なっている。また、要素の形状、大きさは、各モデル部内においても複数種存在する。タイヤモデル1は、数理的手法に基づいて解析可能となるように、コンピュータプログラムへのインプットデータ形式にタイヤを数値化したデータであり、タイヤの表面形状および内部構造に関するデータを有する。 The first model portion 10 and the second model portion 20 that constitute the tire model 1 are divided into a plurality of elements by mesh. The first model section 10 and the second model section 20 are models that are created independently of each other, and for example, the number of mesh divisions, element shapes, sizes, etc. are different in each model section. In addition, there are a plurality of types of element shapes and sizes in each model portion. The tire model 1 is data obtained by quantifying a tire in the form of input data to a computer program so that it can be analyzed based on a mathematical method, and has data on the surface shape and internal structure of the tire.

タイヤモデル1は、自然平衡状態のタイヤ形状を基準形状とし、この基準形状をFEMによりモデル化して作成される。タイヤモデル1の有限要素の各節点は、三次元座標により特定される。タイヤモデル1は、例えば、二次元CADソフトにより作成されたタイヤボディの形状に対し、メッシュ作成ソフトを用いてメッシュ生成を行い、それをタイヤ周方向に展開した第1モデル部と、三次元CADソフト又は三次元モデリングソフトにより作成されたトレッドパターンおよびサイド意匠領域の形状を示す三次元データを用い、メッシュ作成ソフトを用いて三次元データに対しメッシュ生成を行うことにより作成した第2モデル部とを組み合わせて作成される。メッシュ形状は、多角形であることが好ましく、一般的には、四角形又は三角形(三次元の場合、ヘキサメッシュ又はテトラメッシュ)であり、それらが混在していてもよい。 The tire model 1 is created by using a tire shape in a natural equilibrium state as a reference shape and modeling this reference shape by FEM. Each node of the finite element of the tire model 1 is specified by three-dimensional coordinates. The tire model 1 is, for example, a tire body shape created by two-dimensional CAD software, mesh generation is performed using mesh creation software, and a first model portion obtained by developing it in the tire circumferential direction, and a three-dimensional CAD A second model section created by using three-dimensional data representing the shape of the tread pattern and side design area created by software or three-dimensional modeling software and performing mesh generation on the three-dimensional data using mesh creation software. created by combining The mesh shape is preferably polygonal, generally quadrangular or triangular (hexa-mesh or tetra-mesh in the case of three dimensions), or a mixture thereof.

第1モデル部10と第2モデル部20は、互いに独立したモデルであって、接合ライン30で結合されて1つのタイヤモデル1を構成している。本実施形態において、タイヤモデル1の幅方向断面は、幅方向中央を通るタイヤ赤道に対して左右対称の形状を有する。1種の第1モデル部10と複数種の第2モデル部20を準備し、第2モデル部20だけを変更することにより、複数種のタイヤモデル1を作成できる。複数種の第2モデル部20を準備した場合でも、例えば、各モデルの接合ライン30は互いに同じ形状、同じ長さに設定される。 The first model portion 10 and the second model portion 20 are models independent of each other, and are connected by a joining line 30 to form one tire model 1 . In the present embodiment, the cross section in the width direction of the tire model 1 has a symmetrical shape with respect to the tire equator passing through the center in the width direction. By preparing one kind of first model portion 10 and plural kinds of second model portions 20 and changing only the second model portion 20, plural kinds of tire models 1 can be created. Even when a plurality of types of second model parts 20 are prepared, for example, the joint lines 30 of each model are set to have the same shape and the same length.

第1モデル部10は、上述の通り、タイヤボディを再現したFEMモデルであり、タイヤの幅方向および径方向に沿った断面のモデルを周方向に展開して作成されている。タイヤボディは、タイヤの骨格を構成する部分であって、カーカス、ベルト、ビード(ビードコアおよびビードフィラー)、サイドウォールゴム、インナーライナー等を含む。第1モデル部10には、カーカスを再現したカーカス領域11、ベルトを再現したベルト領域12、ビードを再現したビード領域13、およびサイドウォールゴム等のゴム部分を再現したゴム領域14が含まれている。 As described above, the first model portion 10 is an FEM model that reproduces the tire body, and is created by developing a cross-sectional model along the width direction and radial direction of the tire in the circumferential direction. A tire body is a portion that constitutes the frame of a tire, and includes a carcass, a belt, beads (bead core and bead filler), sidewall rubber, an inner liner, and the like. The first model portion 10 includes a carcass region 11 that reproduces a carcass, a belt region 12 that reproduces a belt, a bead region 13 that reproduces a bead, and a rubber region 14 that reproduces a rubber portion such as sidewall rubber. there is

第1モデル部10は、タイヤのバットレス領域に対応する領域において、厚みが略一定となっている。換言すると、第1モデル部10の厚みが略一定となるように、接合ライン30が定義されている。この場合、メッシュ分割により生成された各要素の大きさのバラツキを抑制でき、解析精度の向上を図ることができる。本明細書において、バットレス領域とは、タイヤ側面部分の上部に位置する領域であって、より詳しくは、タイヤの接地端から、タイヤの幅が最大となる部分までの範囲に位置する領域と定義する。 The first model portion 10 has a substantially constant thickness in the region corresponding to the buttress region of the tire. In other words, the joining line 30 is defined such that the thickness of the first model portion 10 is substantially constant. In this case, variations in size of each element generated by mesh division can be suppressed, and analysis accuracy can be improved. In this specification, the buttress region is defined as the region located in the upper portion of the tire side portion, more specifically, the region located in the range from the ground contact edge of the tire to the portion where the tire has the maximum width. do.

図2は、第2モデル部20の平面図である。図2は、繰り返しの最小単位である1ピッチ分のモデルを示している。第2モデル部20は、タイヤ表面形状を再現した詳細な形状モデルを周方向に必要数繰り返して作成される。第2モデル部20は、第1モデル部10と比較して、より細かくメッシュ分割される。第2モデル部20の第1領域21は、路面に接するトレッドパターンを再現した領域である。第1領域21には、例えば、周方向溝、幅方向溝、および各溝により区画された陸部が再現されている。第2領域22は、接地端よりも幅方向外側に位置するタイヤ側面の上部の形状を再現した領域である。 FIG. 2 is a plan view of the second model section 20. FIG. FIG. 2 shows a model for one pitch, which is the minimum unit of repetition. The second model portion 20 is created by repeating a necessary number of detailed shape models that reproduce the tire surface shape in the circumferential direction. The second model part 20 is meshed more finely than the first model part 10 . A first area 21 of the second model portion 20 is an area that reproduces a tread pattern in contact with the road surface. In the first region 21, for example, circumferential grooves, widthwise grooves, and land portions partitioned by the respective grooves are reproduced. The second region 22 is a region that reproduces the shape of the upper portion of the tire side surface located on the outer side in the width direction of the ground contact edge.

第2領域22には、サイド意匠を再現したサイド意匠領域23が含まれている。サイド意匠の一例としては、サイドブロック、トレッドのショルダーブロック側面の凹凸形状、タイヤ周方向に沿って形成されるサイドリブ等が挙げられる。サイドブロックおよびショルダーブロック側面の凹凸形状は、一般的に、タイヤ周方向に所定の繰り返し単位で配置され、耐カット性能等の向上に寄与する。また、サイド意匠は、タイヤの空力性能にも影響する。図2に示す1ピッチは、トレッドパターンおよびサイド意匠の繰り返しの最小単位に対応する。 The second area 22 includes a side design area 23 that reproduces the side design. Examples of side designs include side blocks, uneven shapes on the side surfaces of shoulder blocks of the tread, and side ribs formed along the tire circumferential direction. The uneven shapes on the side surfaces of the side blocks and shoulder blocks are generally arranged in predetermined repeating units in the tire circumferential direction and contribute to improvement in cut resistance and the like. The side design also affects the aerodynamic performance of the tire. One pitch shown in FIG. 2 corresponds to the minimum unit of repetition of the tread pattern and side design.

接合ライン30は、タイヤモデル1の幅方向断面における第1モデル部10と第2モデル部20の結合位置として定義される。接合ライン30の中央部は略直線状に形成され、接合ライン30の両端およびその近傍は大きく湾曲している。接合ライン30は、トレッドパターンに対応する位置から、サイド意匠に対応する位置まで延びている。そして、接合ライン端30Eは、サイド意匠領域23のタイヤ径方向内側端(サイド意匠端)と一致するか、又はサイド意匠端よりもタイヤ径方向内側に設定されることが好ましい。この場合、第2モデル部20においてサイド意匠の全体をモデル化できる。 The joining line 30 is defined as a joining position of the first model portion 10 and the second model portion 20 in the cross section of the tire model 1 in the width direction. The central portion of the joining line 30 is formed substantially straight, and both ends of the joining line 30 and the vicinity thereof are greatly curved. The joining line 30 extends from a position corresponding to the tread pattern to a position corresponding to the side design. The joining line end 30E preferably coincides with the tire radially inner end (side designed end) of the side design region 23 or is set radially inward of the side designed end. In this case, the entire side design can be modeled in the second model section 20 .

接合ライン30は、接地端に対応する位置よりもタイヤ幅方向外側の所定位置から接合ライン端30Eにわたって、タイヤの外側に向かって凸となるように大きく湾曲している。接合ライン30が曲がり始める所定位置は、接合ライン30の内側に配置される第1モデル部10の厚みが局所的に大きく変化することなく略一定となるような位置に設定される。即ち、接合ライン30は、少なくともタイヤのバットレス領域に対応する領域において、第1モデル部10の厚みが略一定となるように湾曲している。第1モデル部10は、ビード領域13を除く部分の厚みが略一定となるように形成されていてもよい。 The joining line 30 is largely curved so as to be convex toward the outside of the tire from a predetermined position on the outer side in the tire width direction of the position corresponding to the ground contact end to the joining line end 30E. The predetermined position at which the joint line 30 begins to bend is set at a position where the thickness of the first model portion 10 arranged inside the joint line 30 is substantially constant without locally changing largely. That is, the joining line 30 is curved so that the thickness of the first model portion 10 is substantially constant at least in the region corresponding to the buttress region of the tire. The first model portion 10 may be formed so that the thickness of the portion other than the bead region 13 is substantially constant.

接合ライン端30Eは、評価対象とするサイド意匠の形状と大きさに応じて設定できる。接合ライン端30Eは、通常、タイヤのバットレス領域に対応する位置に設定される。接合ライン端30Eの位置は、例えば、タイヤ周方向に沿って一定とされ、最もタイヤ径方向内側に位置するサイド意匠端を超える位置に設定されることが好ましい。 The joint line end 30E can be set according to the shape and size of the side design to be evaluated. The splice line end 30E is usually set at a position corresponding to the buttress area of the tire. The position of the joint line end 30E is, for example, constant along the tire circumferential direction, and is preferably set at a position exceeding the side design end positioned furthest in the tire radial direction.

接合ライン30が湾曲する部分の外側には、第2モデル部20の第2領域22が配置されている。第2領域22は、サイド意匠領域23を除き、第1領域21側から接合ライン端30Eに向かって次第に厚みが減少している。本実施形態では、主にヘキサメッシュによって第2モデル部20が複数の要素に分割されているが、この場合、ヘキサメッシュの層数を第1領域21と第2領域22で揃えることが好ましい。即ち、第2モデル部20は、各領域の厚み方向におけるヘキサメッシュの層数が同数となるように、メッシュ分割されている。 A second region 22 of the second model portion 20 is arranged outside the curved portion of the joining line 30 . The thickness of the second region 22, except for the side design region 23, gradually decreases from the first region 21 side toward the joining line end 30E. In this embodiment, the second model section 20 is divided into a plurality of elements mainly by hexamesh. That is, the second model part 20 is mesh-divided so that the number of hexamesh layers in the thickness direction of each region is the same.

本実施形態では、第2モデル部20の第2領域22において、第1領域21の表面(トレッド表面)に沿ったプロファイルラインよりも外側にサイド意匠領域23が存在している。この場合、サイド意匠領域23は、当該領域を構成する要素の厚みと、サイド意匠領域23の内側に位置する部分の要素の厚みとが同じ厚みになるように、又は近似した厚みになるように、メッシュ分割されていることが好ましい。 In this embodiment, in the second region 22 of the second model portion 20, the side design region 23 exists outside the profile line along the surface of the first region 21 (tread surface). In this case, the side design regions 23 are arranged such that the thickness of the elements constituting the region and the thickness of the elements located inside the side design regions 23 are the same or similar to each other. , is preferably divided into meshes.

また、サイド意匠領域23にヘキサメッシュの層が2層以上存在する場合、各ヘキサメッシュの層の厚みは略同じであることが好ましい。即ち、サイド意匠領域23におけるヘキサメッシュの層の厚みを同程度に設定しつつ、第2領域22のサイド意匠領域23よりも内側に位置する部分のヘキサメッシュの層の厚みとできるだけ近似した厚みに設定する。このようにメッシュ分割すれば、FEMの解析精度が向上する。 When two or more hexamesh layers are present in the side design region 23, it is preferable that the thickness of each hexamesh layer is substantially the same. That is, while setting the thickness of the hexamesh layer in the side design region 23 to the same extent, the thickness is set as close as possible to the thickness of the hexamesh layer in the portion located inside the side design region 23 of the second region 22. set. By dividing into meshes in this way, the accuracy of FEM analysis is improved.

図3は、サイド意匠領域23のメッシュ分割形態の変形例を示す図である。図3に例示する形態では、サイド意匠領域23がテトラメッシュにより複数の要素に分割されている点で、図4に例示する形態と異なる。例えば、サイド意匠領域23の形状が複雑である場合、サイド意匠領域23は、テトラメッシュを用いて、又はヘキサメッシュとテトラメッシュを併用して分割される。この場合、テトラメッシュの一辺の長さと、テトラメッシュの層の厚みが近似した厚みとなるように、サイド意匠領域23をメッシュ分割することが好ましい。 FIG. 3 is a diagram showing a modification of the mesh division form of the side design area 23. As shown in FIG. The embodiment illustrated in FIG. 3 differs from the embodiment illustrated in FIG. 4 in that the side design region 23 is divided into a plurality of elements by tetra mesh. For example, if the shape of the side design area 23 is complicated, the side design area 23 is divided using tetra mesh or using both hexa mesh and tetra mesh. In this case, it is preferable to divide the side design region 23 into meshes so that the length of one side of the tetra mesh and the thickness of the tetra mesh layer are approximate to each other.

上述の構成を備えたタイヤモデル1は、例えば、下記の手順で作成される。
(1)タイヤボディを再現した第1モデル部10を作成するステップ
(2)トレッドパターンを再現した第1領域21、およびタイヤ側面の意匠を再現したサイド意匠領域23(第2領域22)を含む第2モデル部20を作成するステップ
(3)第1モデル部10と第2モデル部20を組み合わせるステップ
なお、第1モデル部10と第2モデル部20の作成順は特に限定されない。第2モデル部20のタイヤ表面形状は、三次元CADソフト等を用いて作成され、有限要素にメッシュ分割される。そして、ゴム配合に合わせて要素毎に材料物性値が設定される。
The tire model 1 having the configuration described above is created, for example, by the following procedure.
(1) Step of creating the first model portion 10 that reproduces the tire body (2) Including the first region 21 that reproduces the tread pattern and the side design region 23 (second region 22) that reproduces the design of the tire side surface Step (3) of creating second model portion 20: Step of combining first model portion 10 and second model portion 20 Note that the order in which the first model portion 10 and the second model portion 20 are created is not particularly limited. The tire surface shape of the second model portion 20 is created using three-dimensional CAD software or the like, and is mesh-divided into finite elements. Then, material property values are set for each element in accordance with rubber compounding.

タイヤモデル1の作成プロセスでは、第1モデル部10と第2モデル部20を組み合わせるための接合ライン30が定義される。接合ライン30は、トレッドパターンに対応する位置から接地端に対応する位置を大きく超えて、サイド意匠領域23に対応する位置まで延びたラインとされる。接合ライン端30Eは、サイド意匠端と一致するか、又はサイド意匠端を超えた位置に設定されることが好ましい。また、接合ライン30は、少なくともタイヤのバットレス領域に対応する領域において、第1モデル部10の厚みが略一定となるように設定されることが好ましい。 In the process of creating the tire model 1, a joining line 30 for combining the first model portion 10 and the second model portion 20 is defined. The joining line 30 is a line extending from a position corresponding to the tread pattern to a position corresponding to the side design region 23, greatly exceeding the position corresponding to the ground contact edge. The splice line end 30E is preferably set at a position coinciding with or beyond the side design edge. Moreover, the joining line 30 is preferably set so that the thickness of the first model portion 10 is substantially constant at least in the region corresponding to the buttress region of the tire.

また、サイド意匠領域23は、FEMの解析精度向上の観点から、上述の通り、当該領域を構成する要素の厚みと、サイド意匠領域23の内側に位置する部分の要素の厚みとが同じか、又は近似した厚みになるように、メッシュ分割することが好ましい。サイド意匠領域23とその内側部分における各要素の厚み差は、40%以内が好ましく、20%以内がより好ましい。 In addition, from the viewpoint of improving the accuracy of FEM analysis, the side design region 23 has the same thickness of the elements forming the region and the thickness of the elements located inside the side design region 23, as described above. Alternatively, it is preferable to perform mesh division so that the thickness is approximated. The thickness difference between each element in the side design region 23 and its inner portion is preferably within 40%, more preferably within 20%.

図4は、従来のタイヤモデル50の2次元断面の一部を示す図である。タイヤモデル50は、タイヤボディを再現した第1モデル部51と、トレッドパターンを含むタイヤ表面形状を再現した第2モデル部52と、第1モデル部10と第2モデル部20を組み合わせるための接合ライン53とを有する点で、タイヤモデル1と共通する。一方、接合ライン53は略直線状に形成され、第2モデル部52にはタイヤの側面部分に対応する領域が略含まれていない。即ち、第2モデル部52には、タイヤ側面の意匠を再現した領域が存在しない。また、第1モデル部51においてもタイヤ側面の意匠はモデル化されていない。 FIG. 4 is a diagram showing a part of a two-dimensional cross section of a conventional tire model 50. As shown in FIG. A tire model 50 includes a first model portion 51 that reproduces a tire body, a second model portion 52 that reproduces a tire surface shape including a tread pattern, and a joint for combining the first model portion 10 and the second model portion 20. It is common with the tire model 1 in that it has a line 53 . On the other hand, the joint line 53 is formed in a substantially straight line, and the second model portion 52 does not substantially include the region corresponding to the side portion of the tire. That is, the second model portion 52 does not have a region that reproduces the design of the tire side surface. Moreover, the design of the tire side surface is not modeled in the first model portion 51 either.

これに対し、タイヤモデル1では、接合ライン30がサイド意匠に対応する領域まで延び、第2モデル部20には、トレッドパターンを再現した第1領域21、およびタイヤ側面の意匠を再現したサイド意匠領域23(第2領域22)が含まれる。このため、タイヤモデル1を用いたシミュレーションにより、トレッドパターンだけでなく、タイヤ側面の意匠の影響を考慮したタイヤ性能評価を効率良く行うことができる。 On the other hand, in the tire model 1, the joint line 30 extends to the region corresponding to the side design, and the second model portion 20 includes the first region 21 reproducing the tread pattern and the side design reproducing the design of the tire side surface. A region 23 (second region 22) is included. Therefore, the simulation using the tire model 1 enables efficient tire performance evaluation taking into account not only the tread pattern but also the design of the tire side surface.

タイヤモデル1を用いたシミュレーションは、タイヤ側面の意匠の影響が表れやすい性能の評価に好適である。タイヤモデル1を用いた性能評価の一例としては、タイヤの空力性能等の評価が挙げられる。 A simulation using the tire model 1 is suitable for evaluating performance that is likely to be affected by the design of the tire side surface. An example of performance evaluation using the tire model 1 is evaluation of tire aerodynamic performance and the like.

また、接合ライン30は、少なくともタイヤのバットレス領域に対応する領域において、第1モデル部10の厚みが略一定となるように定義されることが好ましい。この場合、第1モデル部10の各要素の大きさのバラツキが抑制され、FEMの解析精度が向上する。 Moreover, the joining line 30 is preferably defined so that the thickness of the first model portion 10 is substantially constant at least in the region corresponding to the buttress region of the tire. In this case, the variation in the size of each element of the first model section 10 is suppressed, and the accuracy of FEM analysis is improved.

なお、上述の実施形態は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜設計変更できる。例えば、タイヤモデル1の幅方向断面はタイヤ赤道に対して左右対称の形状を有するが、本発明に係るタイヤモデルは、タイヤ赤道に対して左右非対称の形状を有していてもよい。 It should be noted that the above-described embodiment can be appropriately modified in design within the scope of the present invention. For example, the cross section of the tire model 1 in the width direction has a symmetrical shape with respect to the tire equator, but the tire model according to the present invention may have a laterally asymmetric shape with respect to the tire equator.

1 タイヤモデル、10 第1モデル部、11 カーカス領域、12 ベルト領域、13 ビード領域、14 ゴム領域、20 第2モデル部、21 第1領域、22 第2領域、23 サイド意匠領域、30 接合ライン、30E ライン端 1 tire model, 10 first model part, 11 carcass area, 12 belt area, 13 bead area, 14 rubber area, 20 second model part, 21 first area, 22 second area, 23 side design area, 30 joining line , 30E line end

Claims (4)

タイヤのコンピュータシミュレーションに用いられるタイヤモデルであって、
タイヤボディを再現した第1モデル部と、
トレッドパターンを含むタイヤ表面形状を再現した第2モデル部と、
前記第1モデル部と前記第2モデル部を組み合わせるための接合ラインと、
を有し、
前記第2モデル部には、タイヤ側面の意匠を再現したサイド意匠領域が含まれ、
前記接合ラインは、前記サイド意匠領域に対応する位置まで延びている、タイヤモデル。
A tire model used for computer simulation of a tire,
The first model part that reproduces the tire body,
a second model portion that reproduces the tire surface shape including the tread pattern;
a joining line for combining the first model part and the second model part;
has
The second model portion includes a side design area that reproduces the design of the tire side surface,
The tire model, wherein the joint line extends to a position corresponding to the side design area.
前記接合ラインは、タイヤのバットレス領域に対応する領域において、前記第1モデル部の厚みが略一定となるように湾曲している、請求項1に記載のタイヤモデル。 The tire model according to claim 1, wherein the joining line is curved so that the thickness of the first model portion is substantially constant in a region corresponding to a buttress region of the tire. 前記第1および第2モデル部は、有限要素にメッシュ分割され、
前記サイド意匠領域は、当該意匠領域を構成する要素の厚みと、当該意匠領域よりも内側に位置する部分の要素の厚みとが同じ厚みになるように、又は近似した厚みになるように、メッシュ分割されている、請求項1又は2に記載のタイヤモデル。
The first and second model parts are meshed into finite elements,
In the side design region, the thickness of the elements constituting the design region and the thickness of the elements located inside the design region are the same or similar to each other. 3. Tire model according to claim 1 or 2, which is segmented.
タイヤのコンピュータシミュレーションに用いられるタイヤモデルの作成方法であって、
タイヤボディを再現した第1モデル部を作成するステップと、
トレッドパターンを再現した領域、およびタイヤ側面の意匠を再現したサイド意匠領域を含む第2モデル部を作成するステップと、
前記第1モデル部と前記第2モデル部を組み合わせるステップと、
を含み、
前記第1モデル部と前記第2モデル部を組み合わせるための接合ラインは、前記サイド意匠領域に対応する位置まで延びている、タイヤモデルの作成方法。
A method for creating a tire model used for computer simulation of tires, comprising:
creating a first model portion that reproduces the tire body;
a step of creating a second model portion including a region that reproduces the tread pattern and a side design region that reproduces the design of the tire side;
combining said first model part and said second model part;
including
A method for creating a tire model, wherein a joining line for combining the first model portion and the second model portion extends to a position corresponding to the side design region.
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