JP4622336B2

JP4622336B2 - How to create a tire model

Info

Publication number: JP4622336B2
Application number: JP2004186003A
Authority: JP
Inventors: 祥一末廣; 俊之池田; 敏彦岡野
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2024-06-24
Also published as: JP2006011688A

Description

本発明は、有限要素法によってタイヤ特性を評価する際の解析モデルの作成方法に関する。 The present invention relates to a method of creating an analysis model when evaluating tire characteristics by a finite element method.

有限要素法を用いて、タイヤ特性を予測し、このタイヤ特性に基づいてタイヤを設計する方法が種々提案されている。これらの方法は、いずれもコンピュータを用いてタイヤの有限要素モデルを作成し、作成したタイヤモデルを用いてタイヤの静止状態あるいは転動状態を再現し、このときタイヤモデルに作用する特定の物理量を算出してタイヤ特性を評価している。このタイヤ特性を用いることで、実際にタイヤを作製することなく、タイヤ特性の優れたタイヤを設計することができる。 Various methods for predicting tire characteristics using a finite element method and designing tires based on the tire characteristics have been proposed. Each of these methods uses a computer to create a finite element model of the tire, and uses the created tire model to reproduce the stationary state or rolling state of the tire. At this time, a specific physical quantity acting on the tire model is determined. The tire characteristics are calculated and evaluated. By using this tire characteristic, a tire having excellent tire characteristics can be designed without actually manufacturing the tire.

このようなタイヤのシミュレーションに用いるタイヤモデルの作成方法として、トレッドパターンによる影響を解析することができるトレッド付きタイヤの有限要素モデルの作成方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 As a method for creating a tire model used in the simulation of such tires, create a finite element model of the tire-out with tread de capable of analyzing the effects of tread patterns have been proposed (e.g., see Patent Document 1. ).

ところで、特許文献１では、タイヤボディ部と、タイヤボディ部よりも詳細に分割したトレッドパターン部とを結合してタイヤモデルの有限要素モデルを作成している。
しかしながら、タイヤ特性を精度よく予測するには、トレッドパターンをより詳細にモデル化しなければならず、詳細なトレッドパターンの作成には多大な労力を費やし、シミュレーションの演算処理には膨大な時間を要していた。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、タイヤモデルを用いてタイヤ特性を解析する際に解析精度を維持したまま、タイヤモデルの作成時間および演算処理における計算時間の短縮化を実現することが可能なタイヤモデル作成方法を提供することを目的とする。 By the way, in patent document 1, the tire body part and the tread pattern part divided | segmented in detail rather than the tire body part are couple | bonded, and the finite element model of a tire model is created.
However, in order to accurately predict tire characteristics, the tread pattern must be modeled in more detail, creating a detailed tread pattern requires a lot of labor, and the calculation process of the simulation takes a lot of time. Was.
The present invention has been made in view of such problems, and shortens the tire model creation time and the calculation time in calculation processing while maintaining analysis accuracy when analyzing tire characteristics using a tire model. An object is to provide a tire model creation method that can be realized.

本発明の第１の態様は、タイヤ特性を、シミュレーション装置を用いたシミュレーションにより解析するためのタイヤモデル作成方法であって、前記シミュレーション装置が、少なくともコード補強材、ゴム部材、およびビードコアを含むタイヤボディ部モデルを作成するステップと、前記シミュレーション装置が、タイヤ全周の長さに対して所定の割合の周長を持ち、トレッドパターンを詳細にモデル化した１以上の詳細トレッド部モデルを作成するステップと、前記シミュレーション装置が、前記タイヤ全周の長さに対して前記１以上の詳細トレッド部モデルの全周長を除くタイヤ周長を持ち、トレッドパターンを簡易にモデル化した１以上の簡易トレッド部モデルを作成するステップと、前記シミュレーション装置が、前記１以上の詳細トレッド部モデルと前記１以上の簡易トレッド部モデルとを結合することによって、前記タイヤ全周の周長を持つトレッドパターン部モデルを作成するステップと、前記シミュレーション装置が、前記タイヤボディ部モデルと前記トレッドパターン部モデルを結合してタイヤモデルを作成するステップと、前記シミュレーション装置が、前記詳細トレッド部モデルの質量または剛性を含む物理量に対して前記簡易トレッド部モデルの溝面積と前記詳細トレッド部モデルの溝面積との比を用いて前記１以上の簡易トレッド部モデルに与えられる材料定数を補正して、補正された前記材料定数を前記簡易トレッド部モデルに与えるステップと、を有することを特徴とする。
前記１以上の詳細トレッド部モデルは、トレッドパターンが異なる複数の詳細トレッド部モデルであり、前記トレッドパターン部モデルを作成するステップでは、前記シミュレーション装置が、前記複数の詳細トレッド部モデルと、前記１以上の簡易トレッド部モデルを結合することが好ましい。 A first aspect of the present invention is a tire model creation method for analyzing tire characteristics by simulation using a simulation device , wherein the simulation device includes at least a cord reinforcing material, a rubber member , and a bead core. creating a step, the simulation apparatus, Chi lifting the circumferential length of a predetermined ratio with respect to the tire whole circumference length, one or more details tread model modeling the tread pattern in more detail to create a body model a step of the simulation device, having a tire circumferential length, excluding the entire circumferential length of said one or more details tread model with respect to the tire whole circumference length, one or more modeling the tread pattern in a simple and creating a simplified tread model, said simulation apparatus, said one or more more By binding to the tread portion model and the one or more simple tread model, creating a lifting one tread pattern unit model circumference of the entire circumference the tire, the simulation apparatus, and the tire body model The step of creating a tire model by combining the tread pattern part model, and the simulation device is configured such that a groove area of the simplified tread part model and the detailed tread part with respect to a physical quantity including mass or rigidity of the detailed tread part model. the material constants given in the one or more simple tread model using the ratio of the groove area of the model to correct, characterized in that it has, and providing a corrected said material constants to the simple tread model And
Said one or more details tread model is a plurality of detailed tread model tread pattern is different, in the step of creating the tread pattern part model, the simulation apparatus, the plurality of detailed tread model, wherein it is preferred to combine a simple tread model on 1 or more.

本発明の第２の態様は、タイヤ特性を、シミュレーション装置を用いたシミュレーションにより解析するためのタイヤモデル作成方法であって、前記シミュレーション装置が、タイヤのトレッドパターンを簡易にモデル化した、タイヤ全周の周長を持つ簡易トレッド部モデルを含むタイヤモデルを作成するステップと、前記シミュレーション装置が、前記タイヤ全周の長さに対して所定の割合の周長を持ち、トレッドパターンを詳細にモデル化した１以上の詳細トレッド部モデルを作成するステップと、前記シミュレーション装置が、前記簡易トレッド部モデルの、前記１以上の詳細トレッド部モデルに対応する一部分の要素および節点を前記タイヤモデルから削除して、一部トレッド無タイヤモデルを作成するステップと、前記シミュレーション装置が、前記１以上の詳細トレッド部モデルと、前記簡易トレッド部モデルの前記一部分の要素および節点が削除された前記一部トレッド無タイヤモデルとを結合して、前記１以上の詳細トレッド部モデルと、前記簡易トレッド部モデルとが結合された前記タイヤ全周の周長を持つトレッドパターン部モデルを含むタイヤモデルを作成するステップと、前記シミュレーション装置が、前記詳細トレッド部モデルの質量または剛性を含む物理量に対して前記簡易トレッド部モデルの溝面積と前記詳細トレッド部モデルの溝面積との比を用いて前記一部トレッド無タイヤモデルの前記簡易トレッド部モデルに与えられる材料定数を補正して、補正された前記材料定数を前記簡易トレッド部モデルに与えるステップと、を含むことを特徴とする。
前記１以上の詳細トレッド部モデルは、トレッドパターンが異なる複数の詳細トレッド部モデルであり、前記結合するステップでは、前記シミュレーション装置が、前記複数の詳細トレッド部モデルと、前記一部トレッド無タイヤモデルを結合することが好ましい。 A second aspect of the present invention, a tire characteristic, a tire model generating method for analyzing by simulation using the simulation device, the simulation apparatus was modeled tread pattern of the tire easily, tire total and creating a tire model which includes a simple tread model with the circumferential length of the circumferential, the simulation apparatus, Chi lifting the circumferential length of a predetermined ratio with respect to the tire whole circumference length of a tread pattern in more detail A step of creating one or more modeled detailed tread model, and the simulation apparatus deletes a part of elements and nodes corresponding to the one or more detailed tread models from the tire model. to, and creating a part tread no tire model, the simulated ® emission device, and said one or more details tread model, by combining with the partially tread no tire model elements and nodes of said portion is removed in the simple tread portion model, the one or more details tread Creating a tire model including a tread pattern part model having a circumference of the entire tire combined with a part model and the simplified tread part model, and the simulation device includes a mass of the detailed tread part model or The material constant given to the simplified tread part model of the non-tired tread model is corrected by using the ratio of the groove area of the simple tread part model and the groove area of the detailed tread part model to physical quantities including rigidity. to, be characterized in that it comprises a step of providing a corrected said material constants to the simple tread model, the .
Said one or more details tread model, multiple detail tread model der tread pattern is different is, in the step of the coupling, the simulation apparatus, the plurality of detailed tread model, the partial tread no tire It is preferable to combine the models .

本発明の第２の態様において、前記簡易トレッド部モデルを含むタイヤモデルを作成するステップは、前記シミュレーション装置が、少なくともコード補強材、ゴム部材、およびビードコアを含むタイヤボディ部モデルを作成するステップと、前記シミュレーション装置が、前記タイヤ全周の長さを持つ簡易トレッド部モデルを作成するステップと、前記シミュレーション装置が、前記タイヤボディ部モデルと前記簡易トレッド部モデルを結合して前記簡易トレッド部モデルを含むタイヤモデルを作成するステップと、を含むことが好ましい。 In a second aspect of the present invention, the step of creating a tire model which includes the simplified tread model, the simulation device, and creating a tire body model including at least coding reinforcement rubber members, and the bead core the simulation apparatus includes the steps of creating a simple tread model with the tire whole circumference length, the simulation apparatus, wherein the tire body model by combining the simple tread de unit model the simplified tread portion and creating a tire model which includes a model, it is preferable to include a.

上記第１の態様と第２の態様において、前記モデル間の結合のうち少なくとも一つの結合は、結合面における一方のモデルの節点を他方のモデルの節点と相対的な位置関係を変えることのない非共有な状態で結合される非共有な結合であることが好ましい。
前記材料定数は、せん断方向の弾性率であることが好ましい。
前記材料定数の補正は、キャンバ角やスリップ角が付いたコーナリング時のドライ性能を解析する場合には、タイヤ周方向に対して垂直な方向のせん断弾性率を基準として、前記タイヤの回転軸に制動トルクや駆動トルクを付与した時の制駆動性能を解析する場合には、前記タイヤ周方向に対して前記簡易トレッド部モデルの前後となる前記トレッドパターン部モデルの前記せん断方向の弾性率を基準として、または前記タイヤ周方向に対して簡易トレッド部モデルの前後となる前記トレッドパターン部モデルおよび前記タイヤ周方向に対して垂直な方向のタイヤモデルに、同時に応力負荷が生じるような場合には、両部分の弾性率に応じた値に基づいて、前記簡易トレッド部モデルの前記せん断方向の弾性率を補正することが好ましい。
前記材料定数は、前記簡易トレッド部モデルの溝面積と前記詳細トレッド部モデルの溝面積との比に対して所定の補正係数を乗じた値を用いて補正されることが好ましい。 In the first aspect and the second aspect, at least one bond among bonds between before liver Dell, the node of one of the model at the coupling surface altering the other model vertices and relative positional relationship noncovalent binding der coupled noncovalently conditions without Ru is preferred.
The material constant is preferably an elastic modulus in the shear direction.
When analyzing the dry performance during cornering with a camber angle or slip angle, the correction of the material constant is based on the shear elastic modulus in the direction perpendicular to the tire circumferential direction as a reference to the rotation axis of the tire. When analyzing braking / driving performance when braking torque or driving torque is applied, the elastic modulus in the shear direction of the tread pattern portion model that is before and after the simple tread portion model with respect to the tire circumferential direction is used as a reference. In the case where a stress load is simultaneously generated in the tire model in the direction perpendicular to the tire tread pattern part model and the tire circumferential direction as the front and rear of the simple tread part model with respect to the tire circumferential direction, It is preferable that the elastic modulus in the shear direction of the simple tread portion model is corrected based on a value corresponding to the elastic modulus of both portions.
The material constant is preferably corrected using a value obtained by multiplying a ratio of a groove area of the simple tread portion model and a groove area of the detailed tread portion model by a predetermined correction coefficient.

本発明は、トレッドパターンを詳細にモデル化した詳細トレッド部モデルとトレッドパターンを簡易にモデル化した簡易トレッド部モデルとを含んでタイヤモデルを作成する。
簡易トレッド部モデルを含むことでトレッドパターンを詳細にモデル化する割合を低減し、タイヤモデルの作成時間および演算処理時間を短縮するとともに、簡易トレッド部モデルの材料定数を補正するため、トレッドパターンを簡易にモデル化したことによる解析精度の低下を抑制する。
本発明によれば、タイヤモデルを用いてタイヤ特性を解析する際に解析精度を維持したまま、タイヤモデルの作成時間および演算処理における計算時間の短縮化を実現することが可能なタイヤモデル作成方法を提供することができる。 The present invention creates a tire model including a detailed tread portion model in which a tread pattern is modeled in detail and a simple tread portion model in which a tread pattern is simply modeled.
Including a simple tread part model reduces the proportion of detailed tread pattern modeling, shortens the tire model creation time and calculation processing time, and corrects the material constants of the simple tread part model. Suppressing degradation of analysis accuracy due to simple modeling.
According to the present invention, a tire model creation method capable of shortening the tire model creation time and the calculation time in the arithmetic processing while maintaining the analysis accuracy when analyzing the tire characteristics using the tire model. Can be provided.

以下、本発明のタイヤモデル作成方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
図１は、本発明のタイヤモデル作成方法を行い、さらに実際のタイヤ特性試験をシミュレーションして、タイヤ特性の解析を実行するシミュレーション装置の概略を示す概略図である。
シミュレーション装置１は、各部位（処理部）の機能を制御し、装置全体の処理を制御する中央演算処理装置（ＣＰＵ）２と、各部位で得られた演算結果などを一時的に記憶するＲＡＭや各部位の処理を実行するための各種制御情報を記憶するＲＯＭなどのメモリ３と、入出力ポート４とを備える。
また、シミュレーション装置１は、入出力ポート４を介して、モデル作成条件、処理条件、あるいは特性演算条件など各種の条件を入力するキーボードやマウスなどの入力装置５と、その入力装置５による入力結果やタイヤ特性の解析結果などを表示するディスプレイやプリンタなどの出力装置６と、ハードディスクや光磁気ディスクなどの外部記憶装置７と接続されている。 Hereinafter, the tire model creation method of the present invention will be described in detail based on the preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a simulation apparatus that performs a tire model analysis according to the present invention, further simulates an actual tire characteristic test, and executes an analysis of the tire characteristics.
The simulation apparatus 1 includes a central processing unit (CPU) 2 that controls functions of each part (processing unit) and controls processing of the entire apparatus, and a RAM that temporarily stores calculation results obtained in each part. And a memory 3 such as a ROM for storing various control information for executing processing of each part, and an input / output port 4.
The simulation apparatus 1 also includes an input device 5 such as a keyboard and a mouse for inputting various conditions such as model creation conditions, processing conditions, or characteristic calculation conditions via the input / output port 4, and an input result by the input device 5. And an output device 6 such as a display or a printer for displaying the analysis results of tire characteristics and the like, and an external storage device 7 such as a hard disk or a magneto-optical disk.

このようなシミュレーション装置１は、オペレータの入力に従って、タイヤの有限要素法（Finite Element Method）における解析モデル（以下、タイヤモデル１０という）を作成し、シミュレーション条件（境界条件）を設定し、シミュレーションを実行してタイヤ特性を演算する。 Such a simulation apparatus 1 creates an analysis model (hereinafter referred to as a tire model 10) in a finite element method of a tire according to an input from an operator, sets simulation conditions (boundary conditions), and performs a simulation. Run to calculate tire characteristics.

図２は、本発明に従って作成される、詳細トレッド部要素モデル（以下、詳細トレッド部という）と簡易トレッド部要素モデル（以下、簡易トレッド部という）を含むタイヤモデルの一例を示す斜視図である。図３は図２に示すタイヤモデルの拡大図であり、詳細トレッド部要素モデルと簡易トレッド部要素モデルの境界面を示す。
タイヤモデル１０は、タイヤボディ部を再現したタイヤボディ部の有限要素モデル（以下、タイヤボディ部という）１８と、タイヤのトレッドパターンを再現したトレッドパターン部の有限要素モデル（以下、トレッドパターン部という）１６から構成される。 FIG. 2 is a perspective view showing an example of a tire model including a detailed tread part element model (hereinafter referred to as a detailed tread part) and a simple tread part element model (hereinafter referred to as a simple tread part) created according to the present invention. . FIG. 3 is an enlarged view of the tire model shown in FIG. 2, and shows a boundary surface between the detailed tread part element model and the simplified tread part element model.
The tire model 10 includes a tire body part finite element model (hereinafter referred to as a tire body part) 18 that reproduces a tire body part, and a tread pattern part finite element model (hereinafter referred to as a tread pattern part) that reproduces a tire tread pattern. ) 16.

タイヤボディ部１８は、主に、ベルト部材を再現したベルト部材モデル、トレッドベース部材を再現したトレッドベース部材モデル、カーカス部材を再現したカーカス部材モデル、サイド部材を再現したサイド部材モデル、ビードフィラー部材を再現したビードフィラー部材モデル、およびビード部材を再現したビード部材モデル等を有して構成される。 The tire body 18 is mainly composed of a belt member model that reproduces a belt member, a tread base member model that reproduces a tread base member, a carcass member model that reproduces a carcass member, a side member model that reproduces a side member, and a bead filler member. And a bead filler member model reproducing the bead member and a bead member model reproducing the bead member.

トレッドパターン部１６は、詳細トレッド部１２と簡易トレッド部１４から構成される。詳細トレッド部１２はラグ溝やサイプなどの横溝などを含み、実際のタイヤのトレッドパターンを詳細に再現した３次元モデルである。また、詳細トレッド部１２は、タイヤのトレッドパターンが与える影響を考慮して解析を行なうため、細かな要素によってメッシュ分割される。
一方、簡易トレッド部１４は、ラグ溝やサイプなどの横溝などを省略して、ストレート溝のみを再現した３次元モデルである。
また、簡易トレッド部１４は、詳細トレッド部１２に比べて粗い要素によってメッシュ分割されるが、タイヤボディ部１８より細かい要素によってメッシュ分割される。簡易トレッド部１４をストレート溝のみで簡略化して再現することでタイヤモデル１０の作成時間が短縮され、さらに粗い要素によってメッシュ分割されているため、シミュレーションにおける演算処理時間を短縮することができる。 The tread pattern portion 16 includes a detailed tread portion 12 and a simple tread portion 14. The detailed tread portion 12 includes a lateral groove such as a lug groove and a sipe, and is a three-dimensional model reproducing an actual tire tread pattern in detail. The detailed tread portion 12 is mesh-divided by fine elements in order to perform analysis in consideration of the influence of the tire tread pattern.
On the other hand, the simplified tread portion 14 is a three-dimensional model that reproduces only a straight groove by omitting lateral grooves such as lug grooves and sipes.
The simple tread portion 14 is mesh-divided by elements coarser than the detailed tread portion 12, but is mesh-divided by elements finer than the tire body portion 18. By simplifying and reproducing the simple tread portion 14 with only a straight groove, the creation time of the tire model 10 is shortened, and the mesh is divided by coarse elements, so that the calculation processing time in the simulation can be shortened.

有限要素法においては、一般に有限要素モデルにおけるメッシュ分割を粗くすると、各要素の変形の自由度が減少するため、実際の試験に比して剛性値の高い演算結果が得られる。
したがって、簡易トレッド部１４のように簡略化した有限要素モデルを用いて解析を行なうと、演算結果は実際の試験と比べて剛性が高くなる傾向にある。また、簡易トレッド部１４は、ラグ溝やサイプなどの横溝などを省略してトレッドパターン部を簡略化して再現するため、実際のトレッドパターン部に比して質量が重くなる。
そこで、トレッドパターン部１６における簡易トレッド部１４の質量または剛性を含む材料定数を補正する。 In the finite element method, generally, when the mesh division in the finite element model is roughened, the degree of freedom of deformation of each element is reduced, so that a calculation result having a higher rigidity value than in an actual test can be obtained.
Therefore, when analysis is performed using a simplified finite element model such as the simplified tread portion 14, the calculation result tends to have higher rigidity than the actual test. Further, the simplified tread portion 14 omits the lateral grooves such as lug grooves and sipes and reproduces the tread pattern portion in a simplified manner, so that the mass becomes heavier than the actual tread pattern portion.
Therefore, the material constant including the mass or rigidity of the simplified tread portion 14 in the tread pattern portion 16 is corrected.

例えば、下記式（１）に示すように、せん断方向の弾性率（せん断弾性率）を補正する場合には、簡易トレッド部１４の溝面積と詳細トレッド部１２の溝面積との比αと、補正係数βとを乗じた値を用いて、詳細トレッド部１２のせん断方向の弾性率Ｇを補正し、簡易パターン部のせん断方向の弾性率Ｇ’とすることができる。
Ｇ’ ＝Ｇ × α × β ・・・（１） For example, as shown in the following formula (1), when correcting the elastic modulus in the shear direction (shear elastic modulus), the ratio α between the groove area of the simple tread portion 14 and the groove area of the detailed tread portion 12; Using the value obtained by multiplying the correction coefficient β, the elastic modulus G in the shear direction of the detailed tread portion 12 can be corrected to obtain the elastic modulus G ′ in the shear direction of the simple pattern portion.
G ′ = G × α × β (1)

簡易トレッド部１４の材料定数の補正は、解析の種類に応じても異なる。例えば、キャンバ角やスリップ角が付いたコーナリング時のドライ性能を解析する場合には、タイヤ周方向に対して垂直な方向のせん断弾性率を基準として、簡易トレッド部１４のせん断弾性率を補正することが好ましい。
また、タイヤ回転軸に制動トルクや駆動トルクを付与した時の制駆動性能を解析する場合には、タイヤ周方向に対して簡易トレッド部１４の前後となるトレッドパターン部１６のせん断弾性率を基準として、その簡易トレッド部１４のせん断弾性率を補正することが好ましい。
さらに、タイヤ周方向に対して簡易トレッド部１４の前後となるトレッドパターン部１６、およびタイヤ周方向に対して垂直な方向のタイヤモデル１０に、同時に応力負荷が生じるような場合には、両部分の弾性率に応じた適切な数値に基づいて、簡易トレッド部１４のせん断弾性率を補正することが好ましい。 The correction of the material constant of the simple tread portion 14 varies depending on the type of analysis. For example, when analyzing the dry performance during cornering with a camber angle or a slip angle, the shear elastic modulus of the simple tread portion 14 is corrected based on the shear elastic modulus in a direction perpendicular to the tire circumferential direction. It is preferable.
Further, when analyzing braking / driving performance when braking torque or driving torque is applied to the tire rotation shaft, the shear modulus of elasticity of the tread pattern portion 16 which is the front and rear of the simple tread portion 14 with respect to the tire circumferential direction is used as a reference. It is preferable to correct the shear elastic modulus of the simple tread portion 14.
Furthermore, in the case where stress is simultaneously applied to the tread pattern portion 16 which is the front and rear of the simple tread portion 14 with respect to the tire circumferential direction and the tire model 10 in the direction perpendicular to the tire circumferential direction, both portions It is preferable to correct the shear elastic modulus of the simple tread portion 14 based on an appropriate numerical value corresponding to the elastic modulus.

したがって、簡易トレッド部１４を詳細トレッド部１２に比べて粗い要素によりメッシュ分割してトレッドパターン部を作成し、簡易トレッド部１４におけるトレッドパターン部１６における質量または剛性を含む材料定数を補正することにより、タイヤ特性の解析における解析精度を維持したまま、タイヤモデル１０の作成時間および演算処理における計算時間を従来に比して短縮することができる。 Therefore, the simplified tread portion 14 is mesh-divided with coarser elements than the detailed tread portion 12 to create a tread pattern portion, and the material constant including the mass or rigidity in the tread pattern portion 16 in the simplified tread portion 14 is corrected. Thus, while maintaining the analysis accuracy in the analysis of the tire characteristics, the creation time of the tire model 10 and the calculation time in the calculation process can be shortened as compared with the conventional case.

本実施形態では、トレッドパターン部１６における詳細トレッド部１２は一箇所しか存在しないが、本発明はそれに限定されることなく、トレッドパターン部１６に異なる詳細トレッド部１２を二箇所以上にわたって設けてもよく、またトレッドパターン部１６は簡易トレッド部１４を含まず、複数の異なる詳細トレッド部１２のみから構成されてもよい。
このように詳細トレッド部１２のみからなるタイヤモデル１０は、様々なトレッドパターンによる影響を考慮してタイヤ特性を評価する場合に、複数のタイヤモデル１０を作成しシミュレーションすることなく、一つのタイヤモデル１０をシミュレーションして、最適なトレッドパターンを選択したり、各トレッドパターンを評価したりするような解析に有効である。 In the present embodiment, there is only one detailed tread portion 12 in the tread pattern portion 16, but the present invention is not limited to this, and the tread pattern portion 16 may be provided with two or more different detailed tread portions 12. In addition, the tread pattern portion 16 may not include the simplified tread portion 14 and may be configured by only a plurality of different detailed tread portions 12.
As described above, the tire model 10 including only the detailed tread portion 12 is a single tire model without creating and simulating a plurality of tire models 10 when evaluating tire characteristics in consideration of the effects of various tread patterns. 10 simulate the, or to select the best tread pattern is effective in analysis as or evaluate each tread pattern.

また、タイヤの周方向における詳細トレッド部が占める割合または長さは、タイヤ特性の評価対象やそれに応じた解析によって異なる。
例えば、タイヤの磨耗状況の解析の場合には、詳細トレッド部１２のタイヤ周方向の長さは全周の１／２以上が好ましく、より好ましくは３／４以上である。また、突起乗り越しの解析の場合には、詳細トレッド部１２のタイヤ周方向の長さは、接地長さの２倍以上が好ましく、より好ましくは３倍以上である。
ウェット路面を再現した流体モデルを備え、ウェット路面で行なうハイドロプレーニング性能の解析の場合には、詳細トレッド部１２のタイヤ周方向の長さは、接地長さの２倍以上が好ましく、より好ましくは３倍以上である。また、キャンバ角やスリップ角が付いたコーナリング時のドライ性能の解析の場合には、詳細トレッド部１２のタイヤ周方向の長さは、全周の１／２以上が好ましく、より好ましくは３／４以上である。 Further, the ratio or length of the detailed tread portion in the circumferential direction of the tire varies depending on the evaluation target of the tire characteristics and the analysis corresponding thereto.
For example, in the case of analysis of the tire wear situation, the length in the tire circumferential direction of the detailed tread portion 12 is preferably 1/2 or more of the entire circumference, more preferably 3/4 or more. Further, in the case of analysis over the protrusion, the length of the detailed tread portion 12 in the tire circumferential direction is preferably at least twice the contact length, more preferably at least three times.
In the case of analysis of hydroplaning performance performed on a wet road surface with a fluid model that reproduces a wet road surface, the length of the detailed tread portion 12 in the tire circumferential direction is preferably at least twice the contact length, more preferably 3 times or more. In the case of analysis of dry performance during cornering with a camber angle or a slip angle, the length in the tire circumferential direction of the detailed tread portion 12 is preferably 1/2 or more of the entire circumference, more preferably 3 / 4 or more.

また、本実施形態では、トレッドパターン部１６における簡易トレッド部１４はストレート溝のみを再現しているが、簡易トレッド部１４は、ストレート溝を省略した平滑な形状の有限要素モデルを簡易パターン部として作成してもよく、またストレート溝のみでなくラグ溝を含んだ有限要素モデルを簡易パターン部として作成してもよい。 In this embodiment, the simple tread portion 14 in the tread pattern portion 16 reproduces only the straight groove, but the simple tread portion 14 uses a smooth finite element model without the straight groove as the simple pattern portion. Alternatively, a finite element model including not only a straight groove but also a lug groove may be created as a simple pattern portion.

図４から図６は本実施形態の一例であるタイヤモデルの作成方法を示す図である。
図４（ａ）は詳細トレッド部の有限要素モデルの概略を示し、図４（ｂ)は簡易トレッド部の有限要素モデルの概略を示す。図４（ｃ）は詳細トレッド部と簡易トレッド部を結合したトレッドパターン部の有限要素モデルの概略を示す斜視図である。 4 to 6 are diagrams showing a tire model creation method as an example of the present embodiment.
4A shows an outline of the finite element model of the detailed tread portion, and FIG. 4B shows an outline of the finite element model of the simple tread portion. FIG. 4C is a perspective view showing an outline of a finite element model of a tread pattern portion obtained by combining a detailed tread portion and a simple tread portion.

詳細トレッド部２２は、トレッドパターン部２６の一部を構成し、タイヤのトレッドパターンを詳細に再現したものである。また、詳細トレッド部２２は四面体や六面体などのソリッド要素からなる３次元要素モデルであり、所望のタイヤ特性の解析精度に基づいて細かな要素によってメッシュ分割される。
このような詳細トレッド部２２は、２次元形状の断面モデルを作成し、それを周方向に対して一定の割合だけ展開して３次元モデルを作成し、別に作成した２次元形状のトレッドパターンを３次元モデルに転写して作成することができる。
なお、メッシュ分割する要素の細かさ、すなわち要素数は、多ければ多いほどタイヤ特性の解析精度を向上させることができるが、演算処理における計算時間やタイヤモデル１０の作成時間が増加するため、解析の種類や目的に応じて適宜設定する。 The detailed tread portion 22 constitutes a part of the tread pattern portion 26 and reproduces the tire tread pattern in detail. The detailed tread portion 22 is a three-dimensional element model composed of solid elements such as tetrahedrons and hexahedrons, and is divided into meshes by fine elements based on the analysis accuracy of desired tire characteristics.
Such a detailed tread part 22 creates a cross-sectional model having a two-dimensional shape, develops the cross-sectional model by a certain ratio in the circumferential direction, creates a three-dimensional model, and creates a tread pattern of the two-dimensional shape created separately. It can be created by transferring to a three-dimensional model.
As the fineness of the elements to be divided into meshes, that is, the larger the number of elements, the more accurate the analysis of the tire characteristics can be improved. However, the calculation time in the calculation process and the creation time of the tire model 10 increase. Set as appropriate according to the type and purpose.

簡易トレッド部２４は、タイヤのトレッドパターンのうち、ラグ溝やサイプなどの横溝などを省略したもので、ストレート溝のみを有し、詳細トレッド部２２と比較して粗い要素でメッシュ分割される。また、簡易トレッド部２４は、トレッドパターン部２６の一部分を取り除いた形状であり、タイヤ周方向に対して離間した２つの断面を有する。
このような簡易トレッド部２４は、トレッドパターンとしてストレート溝しか再現しないため、２次元形状の断面モデルを作成し、それを周方向に対して一定の割合だけ展開することで作成することができる。 The simplified tread portion 24 is a tire tread pattern in which lateral grooves such as lug grooves and sipes are omitted, has only straight grooves, and is mesh-divided with coarser elements than the detailed tread portion 22. The simplified tread portion 24 has a shape obtained by removing a part of the tread pattern portion 26 and has two cross sections separated from each other in the tire circumferential direction.
Since such a simple tread portion 24 reproduces only a straight groove as a tread pattern, it can be created by creating a two-dimensional cross-sectional model and developing it in a certain ratio with respect to the circumferential direction.

トレッドパターン部２６は、詳細トレッド部２２と簡易トレッド部２４とを結合することにより得られる。この結合方法としては、簡易トレッド部２４の領域に詳細トレッド部２２を配置し、前記詳細トレッド部２２が簡易トレッド部２４の有限要素の境界を交差する交点がある場合、この交点を求め、この交点を詳細トレッド部２２における節点として追加して有限要素を再構成する。
次に、詳細トレッド部２２の各節点の挙動を、各節点を内包する簡易トレッド部２４の有限要素の節点の挙動によって規制する拘束条件を求め、この拘束条件により簡易トレッド部２４の挙動を拘束する。
この拘束条件は、詳細トレッド部２２の各節点を内包する簡易トレッド部２４の有限要素の形状を、パラメトリック空間上の所定の基準形状から形状関数を用いて形状変換したものとして定めることにより、詳細トレッド部２２の各節点の基準形状内における対応点の位置情報を求め、この位置情報および形状関数を用いて定める（詳しくは、特願２００４−２９１９５参照）。
The tread pattern portion 26 is obtained by combining the detailed tread portion 22 and the simplified tread portion 24. As this coupling method, when the detailed tread portion 22 is arranged in the region of the simple tread portion 24 and there is an intersection where the detailed tread portion 22 intersects the boundary of the finite element of the simple tread portion 24, this intersection is obtained, The intersection point is added as a node in the detailed tread portion 22 to reconstruct the finite element.
Next, a constraint condition for restricting the behavior of each node of the detailed tread portion 22 by the behavior of the node of the finite element of the simple tread portion 24 including each node is obtained, and the behavior of the simple tread portion 24 is restrained by this constraint condition. To do.
This constraint condition is determined by defining the shape of the finite element of the simple tread portion 24 including each node of the detailed tread portion 22 as a shape converted from a predetermined reference shape in the parametric space using a shape function. The position information of the corresponding point in the reference shape of each node of the tread portion 22 is obtained and determined using the position information and the shape function (for details, refer to Japanese Patent Application No. 2004-29195).

このような結合を行なうことにより、接合面における節点が非共有な状態で結合されるため、接合面および被接合面における要素の節点が共有されるように、詳細トレッド部と簡易トレッド部を作成する必要がない。したがって、接合面を非共有で結合することによって、詳細トレッド部２２と簡易トレッド部２４を容易かつ簡単に作成することができる。
なお、詳細トレッド部２２および簡易トレッド部２４の有限要素モデルの作成方法は、これに限定されず他の方法により作成してもよい。 By performing such binding, created because nodes are noncovalently state, to so that is shared node elements at the joint surface and the surface to be bonded, the details tread portion and a simplified tread portion at the joint surface There is no need to do. Therefore, the detailed tread portion 22 and the simplified tread portion 24 can be easily and easily created by joining the joint surfaces non-covalently.
The method for creating the finite element model of the detailed tread portion 22 and the simple tread portion 24 is not limited to this, and may be created by other methods.

図５はタイヤボディ部の有限要素モデルの概略を示す斜視図である。
タイヤボディ部２８は主に、ベルト部、トレッドベース部、カーカス部、サイド部、ビードフィラー部およびビード部等を有しており、タイヤモデル１０からトレッドパターン部２６が取り除かれたモデルであり、略トロイダル形状である。
タイヤボディ部２８は、各部材を再現した３次元モデルを作成し、その３次元モデルを結合して作成することができる。また、タイヤボディ部２８の作成方法しては、各部材を含む２次元断面を展開してタイヤボディ部２８の３次元モデルを作成してもよい。なお、タイヤボディ部の有限要素モデルの作成方法は、これに限定されず他の方法により作成してもよい。 FIG. 5 is a perspective view showing an outline of a finite element model of the tire body portion.
The tire body portion 28 mainly has a belt portion, a tread base portion, a carcass portion, a side portion, a bead filler portion, a bead portion, and the like, and is a model in which the tread pattern portion 26 is removed from the tire model 10. It has a substantially toroidal shape.
The tire body portion 28 can be created by creating a three-dimensional model reproducing each member and combining the three-dimensional models. Further, as a method for creating the tire body portion 28, a two-dimensional section including each member may be developed to create a three-dimensional model of the tire body portion 28. Note that the method of creating the finite element model of the tire body portion is not limited to this and may be created by other methods.

図６はタイヤモデルの有限要素モデルの概略を示す斜視図である。
タイヤモデル２０は、図４（ｃ）に示すトレッドパターン部２６と図５に示すタイヤボディ部２８と結合することにより得られる。このようなタイヤモデル２０は、タイヤ周方向において、タイヤのトレッドパターンを詳細に再現した詳細トレッド部２２と、タイヤのトレッドパターンを簡略化して再現した簡易トレッド部２４とを含むトレッドパターン部２６を有する。
トレッドパターン部２６とタイヤボディ部２８の結合は、上述と同様に、一方を結合面とし他方を被結合面として定め、この結合面に位置する要素の節点が、結合される面である被結合面に位置する要素の節点に対して、相対的に変化しないような拘束条件を付与することでなされる。
このような結合を行なうことにより、接合面における節点が非共有な状態で結合されるため、接合面および被接合面における要素の節点が共有されるように、トレッドパターン部２６とタイヤボディ部２８を作成する必要がない。したがって、接合面を非共有で結合することによって、トレッドパターン部２６とタイヤボディ部２８を容易かつ簡単に作成することができる。 FIG. 6 is a perspective view showing an outline of a finite element model of a tire model.
The tire model 20 is obtained by combining the tread pattern portion 26 shown in FIG. 4C and the tire body portion 28 shown in FIG. Such a tire model 20 includes a tread pattern portion 26 including a detailed tread portion 22 that reproduces the tire tread pattern in detail and a simplified tread portion 24 that simplifies and reproduces the tire tread pattern in the tire circumferential direction. Have.
In the same manner as described above, the tread pattern portion 26 and the tire body portion 28 are coupled to each other by defining one as a coupling surface and the other as a coupled surface, and the nodes of elements located on the coupling surface are coupled surfaces. This is done by giving a constraint that does not change relative to the nodes of the elements located on the surface.
By performing such binding, since the node at the bonding surface is noncovalently state, to so that is shared node elements at the joint surface and the bonded surface, a tread pattern portion 26 and the tire body 28 There is no need to create. Therefore, the tread pattern portion 26 and the tire body portion 28 can be easily and easily created by joining the joint surfaces non-covalently.

図７はタイヤモデル作成方法の処理の流れを示すフロー図である。
タイヤボディ部２８を作成する（ステップＳ１０１）。シミュレーション装置１は、入力装置５を介してオペレータの入力に従って、タイヤボディ部の３次元の有限要素モデルを作成しメッシュ分割する。 FIG. 7 is a flowchart showing a processing flow of the tire model creation method.
The tire body part 28 is created (step S101). The simulation apparatus 1 creates a three-dimensional finite element model of the tire body part according to an operator input via the input apparatus 5 and divides the mesh.

詳細トレッド部を作成する（ステップＳ１０２）。シミュレーション装置１は、入力装置５を介してオペレータの入力に従って、解析の種類に基づいて定まる、周方向に対して一定の割合または長さを有する詳細トレッド部の３次元の有限要素モデルを作成し、メッシュ分割する。
詳細トレッド部の要素分割は、要求されるタイヤ特性の解析精度に応じて詳細になされる。 A detailed tread portion is created (step S102). The simulation apparatus 1 creates a three-dimensional finite element model of a detailed tread portion having a certain ratio or length with respect to the circumferential direction, which is determined based on the type of analysis, in accordance with an operator input via the input device 5. Divide the mesh.
The element division of the detailed tread portion is made in detail according to the required analysis accuracy of the tire characteristics.

簡易トレッド部２４を作成する（ステップＳ１０３）。シミュレーション装置１は、入力装置５を介してオペレータの入力に従って、ストレート溝のみからなる簡易トレッド部２４の３次元の有限要素モデルを作成し、メッシュ分割する。
簡易トレッド部２４は、タイヤのトレッドパターンのうち、ラグ溝やサイプなどの横溝などを省略したものであり、詳細トレッド部２２に比べて粗い要素によってメッシュ分割される。そうすることにより、タイヤモデルの作成時間および解析にかかる演算処理時間を短縮することができる。 A simple tread portion 24 is created (step S103). The simulation apparatus 1 creates a three-dimensional finite element model of the simple tread portion 24 composed of only a straight groove in accordance with an operator input via the input device 5 and divides the mesh.
The simplified tread portion 24 is a tire tread pattern in which lateral grooves such as lug grooves and sipes are omitted, and is mesh-divided by coarser elements than the detailed tread portion 22. By doing so, it is possible to shorten the processing time required for creating time and analysis of tire model.

詳細トレッド部２２と簡易トレッド部２４の継ぎ目を結合し、トレッドパターン部２６を作成する（ステップＳ１０４）。シミュレーション装置１は、入力装置５を介してオペレータの入力に従って、Ｓ１０２で作成された詳細トレッド部２２と、Ｓ１０３で作成された簡易トレッド部２４とを結合し、トレッドパターン部２６を作成する。
詳細トレッド部２２と簡易トレッド部２４は、接合面における節点を非共有な状態で結合される。そうすることにより、接合面における節点が共有されるように詳細トレッド部２２と簡易トレッド部２４を作成する必要がなく、Ｓ１０２における詳細トレッド部２２やＳ１０３における簡易トレッド部２４を容易かつ簡単に作成することができる。 The joint between the detailed tread portion 22 and the simplified tread portion 24 is joined to create the tread pattern portion 26 (step S104). The simulation apparatus 1 combines the detailed tread portion 22 created in S102 and the simple tread portion 24 created in S103 in accordance with an operator input via the input device 5 to create a tread pattern portion 26.
The detailed tread portion 22 and the simplified tread portion 24 are joined in a state where the nodes on the joint surface are not shared. By doing so, it is not necessary nodes to create detailed tread portion 22 and a simplified tread portion 24 so that shared at the joint surface, creating a simple tread portion 24 in detail tread portion 22 and S103 in S102 readily and easily can do.

タイヤボディ部とトレッドパターン部を結合する（ステップＳ１０５）。シミュレーション装置１は、入力装置５を介してオペレータの入力に従って、Ｓ１０１で作成されたタイヤボディ部２８と、Ｓ１０４で作成されたトレッドパターン部２６とを結合してタイヤモデル２０を作成し、質量密度やせん断剛性率など各部材の材料定数を設定したのち、簡易トレッド部２４における材料定数を補正する。
タイヤボディ部２８とトレッドパターン部２６との結合は、Ｓ１０４と同様に、接合面における節点を非共有な状態で行なわれる。そうすることにより、接合面における節点が共有されるようにタイヤボディ部２８とトレッドパターン部２６を作成する必要がないため、タイヤボディ部２８とトレッドパターン部２６を容易かつ簡単に作成することができる。
こうして作成されたタイヤモデル２０は、詳細トレッド部２２と、詳細トレッド部２２に比べて粗い要素によりメッシュ分割された簡易トレッド部２４とを含むトレッドパターン部２６を有し、簡易トレッド部２４における質量や剛性を含む材料定数が補正されるため、その後に実行されるタイヤ特性の解析における解析精度を維持したまま、タイヤモデル２０の作成時間および演算処理における計算時間を従来に比して短縮することができる。 The tire body portion and the tread pattern portion are joined (step S105). Simulation apparatus 1 according to the input of the operator through the input device 5, the tire body 28 created in S 101, by combining the tread pattern 26 created in S104 to create a tire model 20, mass After setting the material constants of each member such as density and shear rigidity, the material constants in the simple tread portion 24 are corrected.
The tire body portion 28 and the tread pattern portion 26 are joined in a state in which the nodes on the joint surface are not shared, as in S104. By doing so, it is not necessary to create a tire body portion 28 and a tread pattern portion 26 so that the node is shared at the joint surface, to create a tire body portion 28 and a tread pattern portion 26 easily and simply it can.
The tire model 20 created in this way has a tread pattern portion 26 including a detailed tread portion 22 and a simple tread portion 24 mesh-divided by coarser elements than the detailed tread portion 22, and the mass in the simple tread portion 24. Since the material constants including stiffness and rigidity are corrected, the time required to create the tire model 20 and the calculation time in the calculation process can be shortened as compared with the conventional method while maintaining the accuracy of the analysis of the tire characteristics to be executed thereafter. Can do.

図８から図１０は本実施形態の他の一例であるタイヤモデルの作成方法を示す図である。図８は簡易トレッド付タイヤモデルの概略を示す斜視図である。
簡易トレッド付タイヤモデル３１は主に、トレッドパターン部、ベルト部、トレッドベース部、カーカス部、サイド部、ビードフィラー部およびビード部等を有しており、略トロイダル形状である。トレッドパターン部は、タイヤのトレッドパターンのうち、ラグ溝やサイプなどの横溝などを省略したもので、ストレート溝のみを有し、粗い要素でメッシュ分割される。
簡易トレッド付タイヤモデル３１は、各部材を再現した３次元モデルを作成することができる。また、タイヤボディ部は、各部材を含む２次元断面を展開して３次元モデルを作成してもよい。なお、簡易トレッド付タイヤモデルの有限要素モデルの作成方法は、これに限定されず他の方法により作成してもよい。 8 to 10 are diagrams showing a tire model creation method as another example of the present embodiment. FIG. 8 is a perspective view schematically showing a tire model with a simple tread.
The tire model 31 with a simple tread mainly has a tread pattern portion, a belt portion, a tread base portion, a carcass portion, a side portion, a bead filler portion, a bead portion, and the like, and has a substantially toroidal shape. The tread pattern portion is a tire tread pattern in which lateral grooves such as lug grooves and sipes are omitted, has only straight grooves, and is divided into meshes by coarse elements.
The tire model 31 with a simple tread can create a three-dimensional model that reproduces each member. Further, the tire body portion may create a three-dimensional model by developing a two-dimensional cross section including each member. In addition, the creation method of the finite element model of the tire model with a simple tread is not limited to this, and may be created by other methods.

図９は詳細トレッド部の概略を示す斜視図である。
詳細トレッド部３２は、トレッドパターン部の一部を構成し、タイヤのトレッドパターンを詳細に再現したものである。また、詳細トレッド部３２は四面体や六面体などのソリッド要素からなる３次元要素モデルであり、所望のタイヤ特性の解析精度に基づいて細かな要素によってメッシュ分割される。
このような詳細トレッド部３２は、２次元形状の断面モデルを作成し、それを周方向に対して一定の割合だけ展開して３次元モデルを作成し、別に作成した２次元形状のトレッドパターンを３次元モデルに転写して作成することができる。
なお、メッシュ分割する要素の細かさ、すなわち要素数は、多ければ多いほどタイヤ特性の解析精度を向上させることができるが、演算処理における計算時間やタイヤモデル３０の作成時間が増加するため、解析の種類や目的に応じて適宜設定する。 FIG. 9 is a perspective view showing an outline of the detailed tread portion.
The detailed tread portion 32 constitutes a part of the tread pattern portion and reproduces the tread pattern of the tire in detail. The detailed tread portion 32 is a three-dimensional element model composed of solid elements such as tetrahedrons and hexahedrons, and is divided into meshes by fine elements based on the analysis accuracy of desired tire characteristics.
Such a detailed tread portion 32 creates a cross-sectional model having a two-dimensional shape, develops the cross-sectional model by a certain ratio in the circumferential direction, creates a three-dimensional model, and creates a tread pattern of the two-dimensional shape created separately. It can be created by transferring to a three-dimensional model.
It should be noted that the fineness of the elements to be divided into meshes, that is, the greater the number of elements, can improve the analysis accuracy of the tire characteristics. However, the calculation time in the calculation process and the creation time of the tire model 30 increase. Set as appropriate according to the type and purpose.

図１０は一部トレッド無タイヤモデルの概略を示す斜視図である。
一部トレッド無タイヤモデルは、図８に示す簡易トレッド付タイヤモデル３１から一部分を取り除いた有限要素モデルであり、タイヤモデルに詳細トレッド部３２を適用した場合に、詳細トレッド部３２の要素と節点に対応する簡易トレッド付タイヤモデル３１の要素と節点を、簡易トレッド付タイヤモデル３１から取り除いて作成される。 FIG. 10 is a perspective view showing an outline of a partially tread-less tire model.
The partial tread-less tire model is a finite element model obtained by removing a part from the tire model 31 with the simple tread shown in FIG. 8, and when the detailed tread portion 32 is applied to the tire model, the elements and nodes of the detailed tread portion 32 are applied. This is created by removing the elements and nodes of the tire model 31 with a simple tread corresponding to the above from the tire model 31 with the simple tread.

図１１はタイヤモデルの有限要素モデルの概略を示す斜視図である。
タイヤモデル３０は、図９に示す詳細トレッド部３２と図１０に示す一部トレッド無タイヤモデルとを結合することにより得られる。この結合は、一方を結合面とし他方を被結合面として定め、この結合面に位置する要素の節点が、結合される面である被結合面に位置する要素の節点に対して、相対的に変化しないような拘束条件を付与することでなされる。
このようなタイヤモデル３０は、タイヤ周方向において、タイヤのトレッドパターンを詳細に再現したトレッドパターンと、タイヤのトレッドパターンを簡略化して再現したトレッドパターンとを含むトレッドパターン部を有する。 FIG. 11 is a perspective view showing an outline of a finite element model of a tire model.
The tire model 30 is obtained by combining the detailed tread portion 32 shown in FIG. 9 and the partially treadless tire model shown in FIG. In this connection, one side is defined as a coupling surface and the other is defined as a coupled surface, and the node of the element located on the coupled surface is relatively relative to the node of the element located on the coupled surface that is the surface to be coupled. This is done by giving a constraint that does not change.
Such a tire model 30 has a tread pattern portion including a tread pattern in which the tire tread pattern is reproduced in detail and a tread pattern in which the tire tread pattern is simplified and reproduced in the tire circumferential direction.

詳細トレッド部３２と一部トレッド無タイヤモデルの結合方法は、一方を結合面とし他方を被結合面として定め、結合される面である被結合面に位置する要素の節点に対して、この結合面に位置する要素の節点の相対位置が変化しないような拘束条件を付与することでなされる。
このような結合を行なうことにより、接合面における節点が非共有な状態で結合されるため、接合面および被接合面における要素の節点が共有されるように、詳細トレッド部３２と一部トレッド無タイヤモデルを作成する必要がない。したがって、接合面を非共有で結合することによって、詳細トレッド部３２と一部トレッド無タイヤモデルを容易かつ簡単に作成することができる。
なお、詳細トレッド部３２と一部トレッド無タイヤモデルの有限要素モデルの作成方法は、これに限定されず他の方法により作成してもよい。 The method for connecting the detailed tread portion 32 and the partly treadless tire model is that one side is defined as a coupling surface and the other as a coupled surface, and this coupling is performed with respect to the nodes of elements located on the coupled surface, which is the coupled surface. This is done by giving a constraint that does not change the relative positions of the nodes of the elements located on the surface.
By performing such binding, since the node at the bonding surface is noncovalently state, to so that is shared node elements at the joint surface and the surface to be bonded, Mu tread portion with the detailed tread portion 32 There is no need to create a tire model. Therefore, the detailed tread portion 32 and the partial tread tireless model can be easily and easily created by joining the joint surfaces non-covalently.
The method for creating the finite element model of the detailed tread portion 32 and the partly tread-less tire model is not limited to this, and may be created by other methods.

図１２はタイヤモデル作成方法の処理の流れを示すフロー図である。
簡略化したトレッドパターンを有するタイヤモデルを作成する（ステップＳ２０１）。シミュレーション装置１は、入力装置５を介してオペレータの入力に従って、タイヤモデルの３次元の有限要素モデルを作成し、メッシュ分割する。このタイヤモデルにおけるトレッドパターンは、ラグ溝やサイプなどの横溝などを省略したものであり、比較的粗い要素によってメッシュ分割される。 FIG. 12 is a flowchart showing a processing flow of the tire model creation method.
A tire model having a simplified tread pattern is created (step S201). The simulation device 1 creates a three-dimensional finite element model of the tire model according to an operator input via the input device 5 and divides the mesh. The tread pattern in this tire model is obtained by omitting lateral grooves such as lug grooves and sipes, and is divided into meshes by relatively coarse elements.

詳細トレッド部３２を作成する（ステップＳ２０２）。シミュレーション装置１は、入力装置５を介してオペレータの入力に従って、解析の種類に基づいて定まる、周方向に対して一定の割合または長さを有する詳細トレッド部の３次元の有限要素モデルを作成し、メッシュ分割する。
詳細トレッド部３２の要素分割は、要求されるタイヤ特性の解析精度に応じて詳細になされる。 The detailed tread portion 32 is created (step S202). The simulation apparatus 1 creates a three-dimensional finite element model of a detailed tread portion having a certain ratio or length with respect to the circumferential direction, which is determined based on the type of analysis, in accordance with an operator input via the input device 5. Divide the mesh.
The element division of the detailed tread portion 32 is made in detail according to the required analysis accuracy of the tire characteristics.

詳細トレッド部を適用する範囲のタイヤモデルについて要素と節点を削除し、部分的にトレッドパターン部がないタイヤモデルを作成する（ステップＳ２０３）。シミュレーション装置１は、入力装置５を介してオペレータの入力に従って、詳細トレッド部３２をタイヤモデルのトレッドパターンとして適用した場合に、詳細トレッド部と重なり合う範囲のタイヤモデルの要素と節点を削除する。
結合面における節点を非共有で結合するため、結合面における節点を共有させる必要はない。そのため、タイヤモデルの作成時間は従来に比べて大幅に減少することができる。 Elements and nodes are deleted from the tire model in a range to which the detailed tread portion is applied, and a tire model partially having no tread pattern portion is created (step S203). When the detailed tread portion 32 is applied as a tire model tread pattern in accordance with an operator input via the input device 5, the simulation apparatus 1 deletes the tire model elements and nodes in a range overlapping the detailed tread portion.
Since the nodes on the coupling plane are coupled non-covalently, it is not necessary to share the nodes on the coupling plane. Therefore, the tire model creation time can be significantly reduced compared to the conventional technique.

詳細トレッド部と部分的にトレッドパターン部がないタイヤモデルを結合する（ステップＳ２０４）。シミュレーション装置１は、入力装置５を介してオペレータの入力に従って、Ｓ２０２で作成された詳細トレッド部３２と、Ｓ２０３で作成された一部トレッド無タイヤモデルとを結合してタイヤモデルを作成し、質量密度やせん断剛性率など各部材の材料定数を設定したのち、一部トレッド無タイヤモデルのトレッドパターン部の材料定数を補正する。
詳細トレッド部と一部トレッド無タイヤモデルとの結合は、接合面における節点を非共有な状態で行なわれる。そうすることにより、接合面における節点が共有されるように各有限要素モデルを作成する必要がなく、Ｓ２０１における簡易トレッド付タイヤモデルやＳ２０２における詳細トレッド部を容易かつ簡単に作成することができる。 The detailed tread portion and the tire model partially having no tread pattern portion are combined (step S204). The simulation apparatus 1 creates a tire model by combining the detailed tread portion 32 created in S202 and the partial tread-less tire model created in S203 in accordance with an operator's input via the input device 5. After setting the material constants of each member such as the density and shear rigidity, the material constants of the tread pattern portion of a part-treadless tire model are corrected.
The connection between the detailed tread portion and the partly tread-less tire model is performed in a state where the nodes on the joint surface are not shared. By doing so, it is not necessary to create each finite element model so that the shared node at the joint surface, it is possible to create detailed tread portion in the simple tread with tire model and S202 in S201 easily and simply.

こうして作成されたタイヤモデルは、細かな要素でメッシュ分割される詳細トレッド部と、粗い要素によりメッシュ分割されたタイヤモデルのトレッドパターン部とを含み、粗い要素によりメッシュ分割されたタイヤモデルのトレッドパターン部における質量や剛性を含む材料定数が補正されるため、その後に実行されるタイヤ特性の解析における解析精度を維持したまま、タイヤモデルの作成時間および演算処理における計算時間を従来に比して短縮することができる。 The tire model created in this way includes a detailed tread part meshed with fine elements and a tread pattern part of the tire model meshed with coarse elements, and the tire model tread pattern meshed with coarse elements The material constants including the mass and stiffness at the part are corrected, so the tire model creation time and calculation time in the calculation process are reduced compared to conventional methods while maintaining the accuracy of the analysis of the tire characteristics to be executed later. can do.

以上、本発明に係るタイヤモデル作成方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。 The tire model creation method according to the present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and modifications are made without departing from the gist of the present invention. May be.

タイヤ特性の解析を実行するシミュレーション装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the simulation apparatus which performs analysis of a tire characteristic. タイヤモデルの一例を示す斜視図である。It is a perspective view showing an example of a tire model. 図２に示すタイヤモデルの拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of the tire model shown in FIG. 2. 詳細トレッド部、簡易トレッド部およびトレッドパターン部の有限要素モデルの概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the finite element model of a detailed tread part, a simple tread part, and a tread pattern part. タイヤボディ部の有限要素モデルの概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the finite element model of a tire body part. タイヤモデルの有限要素モデルの概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the finite element model of a tire model. タイヤモデル作成方法の処理の流れを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the flow of a process of the tire model creation method. 簡易トレッド付タイヤモデルの概略を示す斜視図である。It is a perspective view showing the outline of the tire model with a simple tread. 詳細トレッド部の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of a detailed tread part. 一部トレッド無タイヤモデルの概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of a partial tread tireless model. タイヤモデルの有限要素モデルの概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of the finite element model of a tire model. タイヤモデル作成方法の処理の流れを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the flow of a process of the tire model creation method.

Explanation of symbols

１シミュレーション装置
３メモリ
４入出力ポート
５入力装置
６出力装置
７外部記憶装置
１０タイヤモデル
１２詳細トレッド部
１４簡易トレッド部
１６トレッドパターン部
１８タイヤボディ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Simulation apparatus 3 Memory 4 Input / output port 5 Input apparatus 6 Output apparatus 7 External storage apparatus 10 Tire model 12 Detailed tread part 14 Simple tread part 16 Tread pattern part 18 Tire body part

Claims

A tire model creation method for analyzing tire characteristics by simulation using a simulation device ,
The simulation apparatus creating a tire body part model including at least a cord reinforcing material, a rubber member , and a bead core;
The simulation apparatus includes the steps of creating one or more details tread model Chi lifting the circumference, model a tread pattern in more detail of a predetermined percentage of the length of the entire circumference of the tire,
One or more simplified tread part models in which the simulation device has a tire circumference excluding the whole circumference of the one or more detailed tread part models with respect to the whole circumference of the tire, and the tread pattern is simply modeled. The steps of creating
A step wherein the simulation device, to create the one or more details tread model and the one or more by combining the simple tread model, the tire whole circumference of one lifting the circumferential length tread pattern section model,
The simulation device combining the tire body part model and the tread pattern part model to create a tire model;
The simulation apparatus uses the ratio of the groove area of the simple tread part model and the groove area of the detailed tread part model to the physical quantity including the mass or rigidity of the detailed tread part model, and the one or more simple tread parts the material constants given in the model is corrected, the tire model generating method characterized by comprising the steps of: providing a corrected said material constants to the simple tread model.

The one or more detailed tread part models are a plurality of detailed tread part models having different tread patterns,
Wherein in the step of creating a tread pattern portion model, the simulation apparatus, the plurality of detailed tread model, the tire model generating method according to claim 1 which binds a simplified tread model on the one or more.

A tire model creation method for analyzing tire characteristics by simulation using a simulation device ,
A step of creating a tire model including a simple tread portion model having a circumference of the entire circumference of the tire , wherein the simulation device models the tread pattern of the tire easily;
A step wherein the simulation device, to create the tire whole circumference of Chi lifting the circumference of a predetermined percentage of the length, one or more details tread model modeling the tread pattern in more detail,
The simulation apparatus deleting a part of elements and nodes corresponding to the one or more detailed tread part models of the simple tread part model from the tire model to create a partless treadless tire model ;
The simulation apparatus, and said one or more details tread model, and couple the portion of the element and the part tread no tire model node is deleted of the simple tread portion model, the one or more details tread Creating a tire model including a tread pattern part model having a circumference of the entire circumference of the tire combined with a part model and the simplified tread part model ;
The simulation apparatus uses the ratio of the groove area of the simple tread part model and the groove area of the detailed tread part model to a physical quantity including mass or rigidity of the detailed tread part model, and the partial tread tireless model Correcting the material constant given to the simple tread portion model, and giving the corrected material constant to the simple tread portion model .

Said one or more details tread model, Ri multiple detail tread model der tread pattern is different,
The tire model creation method according to claim 3 , wherein in the combining step, the simulation apparatus combines the plurality of detailed tread portion models and the partial tread-less tire model .

Creating a tire model which includes the simplified tread model,
The simulation apparatus creating a tire body part model including at least a cord reinforcing material, a rubber member, and a bead core;
The simulation device creates a simple tread portion model having a length of the entire circumference of the tire;
The simulation device, the tire model generating method according to claim 3 or 4 including the steps of combining the said tire body model simple tread de unit model to create a tire model which includes the simplified tread model .

Before at least one bond among bonds between liver Dell, noncovalent coupled noncovalently state without changing one of the model nodes other models of nodes and the relative positional relationship of the binding surface tire model generating method according to any one of Do coupling der Ru claims 1 to 5.

The tire model creation method according to any one of claims 1 to 5, wherein the material constant is an elastic modulus in a shear direction.

The correction of the material constant is based on the shear modulus in the direction perpendicular to the tire circumferential direction when analyzing the dry performance during cornering with a camber angle or slip angle.
When analyzing braking / driving performance when braking torque or driving torque is applied to the rotation shaft of the tire, the shear of the tread pattern portion model that is before and after the simple tread portion model with respect to the tire circumferential direction. Relative to the elastic modulus of the direction, or
In the case where a stress load is generated at the same time in the tire model in the direction perpendicular to the tire circumferential direction and the tread pattern portion model that is the front and rear of the simple tread portion model with respect to the tire circumferential direction, Based on the value according to the elastic modulus,
The tire model creation method according to claim 7, wherein an elastic modulus in the shear direction of the simple tread portion model is corrected.

9. The material constant according to claim 1, wherein the material constant is corrected using a value obtained by multiplying a ratio of a groove area of the simple tread portion model and a groove area of the detailed tread portion model by a predetermined correction coefficient. The tire model creation method according to Item 1.