JP4569141B2 - 摩耗タイヤモデルの作成方法、摩耗タイヤモデルの作成用コンピュータプログラム及び摩耗タイヤの性能予測方法 - Google Patents
摩耗タイヤモデルの作成方法、摩耗タイヤモデルの作成用コンピュータプログラム及び摩耗タイヤの性能予測方法 Download PDFInfo
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Description
E=Fs×L/A・・・(1)
ここでAは節点面積である。
EF=ΣCi×Efi;{i=1〜n}・・・(2)
Wi=WA×EFi/EFA・・・(3)
ここで、EFiは、座標変更対象節点の積算摩擦エネルギーであり、iは節点番号である。例えば、節点N5の摩耗量W5は、WAとEFAとを用いると、W5=WA×EF5/EFAで求めることができる。ここで、EF5は、節点N5の積算摩擦エネルギーである。
Wi=k×WA×EFi/EFA・・・(4)
トレッド形状変更部54は、この式(4)を用いて、タイヤモデルのブロック11Bの端部やリブ端部における摩耗量を求め、ブロック11Bの端部やリブ端部における節点座標の変更量とする。ここで、実際のタイヤの摩耗状態を考慮すると、補正係数kは、0.01以上1.00の範囲とすることが好ましく、さらには0.1以上0.8以下とすることが好ましい。このようにすれば、図19−3に示すように、摩耗したタイヤモデルのブロック11Bの形状は(図19−3の実線)、より実際のタイヤの摩耗後におけるブロック11Bの形状(図19−1の実線)に近いものとなる。
Wi=k×(WA×EFi/EFA)×(1/cosθ)・・(5)
ここでθは、図17−2に示す、トレッド表面11pの法線方向Vsを平均化した法線方向Vaと、溝壁面18wに沿って投影した方向Vpとのなす角である。トレッド形状変更部54は、この式(5)を用いて、タイヤモデルのブロック11Bの端部やリブ端部における摩耗量を求め、ブロック11Bの端部やリブ端部における節点座標の変更量とする。
本実施例に係る摩耗タイヤモデルの作成方法により作成した摩耗タイヤモデルを用いて、タイヤの騒音性能を予測した例について説明する。実車走行試験により、新品タイヤと摩耗タイヤ(新品時の30%摩耗)とのパターンノイズを測定した。また、新品タイヤモデルと摩耗タイヤモデルとに対して騒音シミュレーションを実行してパターンノイズを評価した。騒音シミュレーションは、パターンノイズ予測に対して有効なパラメータである接触反力の振動をタイヤの転動解析により取得し、接触反力の振動をフーリエ変換して得られる騒音指数を比較した。なお、この騒音指数は、接触反力のゲインである。ここで接触反力とは、タイヤに所定の荷重を与えてタイヤを転動させた場合に、タイヤの接地面と路面との間に発生する、路面からタイヤに与えられる力をいう。
10M タイヤモデル
10M1、10Mi 微小要素
11 キャップトレッド
11p トレッド表面
11B ブロック
11pf 摩耗トレッド表面
11s 溝壁
18 溝
18w 溝壁面
18b1、19b2 溝底
19b1 トレッド底面
40 路面
40M 路面モデル
50 摩耗タイヤモデル作成装置
50m 記憶部
50p 処理部
51 モデル作成部
52 転動解析部
53 摩擦エネルギー算出部
54 トレッド形状変更部
Claims (11)
- 摩耗タイヤモデルを作成するにあたり、
新品の状態のタイヤを有限個の微小要素に分割することにより初期タイヤモデルを作成する手順と、
作成しようとする前記摩耗タイヤモデルが経験したと想定される代表的な使用条件を設定する手順と、
設定した前記代表的な使用条件で、前記初期タイヤモデルを転動解析する手順と、
前記転動解析により、前記初期タイヤモデルのトレッド接地域における単位面積当たりの摩擦エネルギーを予測する手順と、
前記初期タイヤモデルのトレッド表面における任意位置の摩耗量を設定するとともに、前記任意位置における前記摩擦エネルギーと前記トレッド表面の他の位置における前記摩擦エネルギーとの比率により、前記他の位置における摩耗量を決定する手順と、
決定した摩耗量分、前記トレッド表面を移動させることにより摩耗タイヤモデルを作成する手順と、
を含み、
前記摩擦エネルギーは、前記微小要素の節点であって、かつ前記トレッド表面に位置する節点で算出するとともに、前記トレッド表面の移動は、前記トレッド表面に位置する節点の座標を変更することにより実現し、
前記トレッド表面であって、トレッドパターン陸部の非端部に位置する前記節点については、前記節点を含む微小要素のすべてのトレッド表面における法線方向を平均した方向に移動させ、
前記トレッド表面であって、トレッドパターン陸部の端部に位置する前記節点については、前記節点を含む微小要素の、溝壁面を除くすべてのトレッド表面における法線方向を平均した方向を、溝壁面に沿って投影した方向に移動させるとともに、トレッドパターン陸部の端部に位置する前記節点の前記摩擦エネルギーに基づいて決定した移動量以下になるように、トレッドパターン陸部の端部に位置する前記節点の移動量を補正することを特徴とする摩耗タイヤモデルの作成方法。 - 摩耗タイヤモデルを作成するにあたり、
タイヤを有限個の微小要素に分割することにより初期タイヤモデルを作成する初期タイヤモデル作成手順と、
前記初期タイヤモデルから摩耗タイヤモデルを作成する摩耗タイヤモデル作成手順と、を備え、前記摩耗タイヤモデル作成手順は、
作成しようとする前記摩耗タイヤモデルが経験したと想定される代表的な使用条件を設定する手順と、
設定した前記代表的な使用条件で、前記初期タイヤモデルを転動解析する手順と、
前記転動解析により、前記初期タイヤモデルのトレッド接地域における単位面積当たりの摩擦エネルギーを予測する手順と、
前記初期タイヤモデルのトレッド表面における任意位置の摩耗量を設定するとともに、前記任意位置における前記摩擦エネルギーと前記トレッド表面の他の位置における前記摩擦エネルギーとの比率により、前記他の位置における摩耗量を決定する手順と、
決定した摩耗量分、前記トレッド表面を移動させて中間摩耗タイヤモデルを作成する手順と、
を含み、前記摩耗タイヤモデル作成手順を複数回実行するとともに、2回目以降の前記摩耗タイヤモデル作成手順においては、最新の中間摩耗タイヤモデルを前記初期タイヤモデルの代わりに用い、
前記摩擦エネルギーは、前記微小要素の節点であって、かつ前記トレッド表面に位置する節点で算出するとともに、前記トレッド表面の移動は、前記トレッド表面に位置する節点の座標を変更することにより実現し、
前記トレッド表面であって、トレッドパターン陸部の非端部に位置する前記節点については、前記節点を含む微小要素のすべてのトレッド表面における法線方向を平均した方向に移動させ、
前記トレッド表面であって、トレッドパターン陸部の端部に位置する前記節点については、前記節点を含む微小要素の、溝壁面を除くすべてのトレッド表面における法線方向を平均した方向を、溝壁面に沿って投影した方向に移動させるとともに、トレッドパターン陸部の端部に位置する前記節点の前記摩擦エネルギーに基づいて決定した移動量以下になるように、トレッドパターン陸部の端部に位置する前記節点の移動量を補正することを特徴とする摩耗タイヤモデルの作成方法。 - 前記代表的な使用条件が複数存在する場合、前記摩擦エネルギーは、それぞれの使用条件で求めた単位面積当たりの摩擦エネルギーに使用条件の重み付け係数を乗じて積算した、積算摩擦エネルギーであることを特徴とする請求項1又は2に記載の摩耗タイヤモデルの作成方法。
- 前記トレッド表面の移動量は、前記トレッド表面の中で最も大きい移動量が、前記初期タイヤモデルの最大溝深さの20%以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の摩耗タイヤモデルの作成方法。
- さらにトレッドパターン陸部の端部に位置する前記節点の移動量を、溝壁面を除くすべてのトレッド表面における法線方向を平均した方向と、当該方向を溝壁面に沿って投影した方向とのなす角を用いて補正することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の摩耗タイヤモデルの作成方法。
- 前記トレッド表面を移動させるにあたり、前記トレッド表面に位置する節点の移動量が、当該節点を含む微小要素の寸法よりも大きい場合には、当該微小要素を削除することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の摩耗タイヤモデルの作成方法。
- 前記トレッド表面を移動させるにあたり、前記トレッド表面を含むトレッド部の微小要素を再分割することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の摩耗タイヤモデルの作成方法。
- 前記トレッド表面を移動させるにあたり、前記トレッド表面に位置する節点に、前記摩耗量に相当する強制変位を与えるとともに、溝底に位置する節点及びとトレッド底部に位置する節点は拘束し、さらにポアソン比を0とすることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の摩耗タイヤモデルの作成方法。
- 作成した摩耗タイヤモデルは、前記摩耗タイヤモデルを構成する材料のうち少なくともゴム材料の物性値が前記初期タイヤモデルとは異なることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の摩耗タイヤモデルの作成方法。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の摩耗タイヤモデルの作成方法をコンピュータ上で実現させることを特徴とする摩耗タイヤモデルの作成用コンピュータプログラム。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の摩耗タイヤモデルの作成方法により作成した摩耗タイヤモデルを用いて、摩耗したタイヤの性能を予測することを特徴とする摩耗タイヤの性能予測方法。
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