JP4635668B2 - Tire performance prediction method, tire performance prediction computer program, and tire / wheel assembly model creation method - Google Patents

Tire performance prediction method, tire performance prediction computer program, and tire / wheel assembly model creation method Download PDF

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Description

本発明は、タイヤ性能のシミュレーションに関する。   The present invention relates to simulation of tire performance.

従来タイヤは、試作品を走行試験や耐久試験等に供して得られた結果を基に、さらに改良を加えて試作品を試作するという繰返しによって開発されていた。このような開発手法は、試作と試験との繰返しになるので、開発効率が悪いという問題点があった。この問題点を解決するために、近年では数値解析を用いたコンピュータシミュレーションによって、試作品を製造しなくともタイヤの物理的性質を予測することができる手法が提案されている。   Conventional tires have been developed by repeatedly making prototypes with further improvements based on the results obtained by subjecting prototypes to running tests and durability tests. Such a development method has a problem that development efficiency is low because trial production and testing are repeated. In order to solve this problem, in recent years, a method has been proposed in which the physical properties of a tire can be predicted by computer simulation using numerical analysis without manufacturing a prototype.

近年においては、より精度の高い予測結果を得るために、タイヤをホイールに装着した状態で、タイヤの諸性能を予測するタイヤ性能のシミュレーション方法が用いられつつある。このようなタイヤ性能の予測方法としては、例えば、タイヤのビード幅を狭めてからタイヤのビード部をホイールのリムに嵌合させるステップを含むシミュレーション方法が特許文献1に開示されている。   In recent years, in order to obtain a more accurate prediction result, a tire performance simulation method for predicting various performances of a tire with the tire mounted on a wheel is being used. As such a tire performance prediction method, for example, Patent Document 1 discloses a simulation method including a step of fitting a bead portion of a tire to a rim of a wheel after narrowing the tire bead width.

特開2002−350294号公報JP 2002-350294 A

しかしながら、上記特許文献1に開示されているシミュレーション方法では、より実際に近い状態を模擬するため、タイヤのビード幅をリム幅よりも狭くするステップと、ビードをリムに嵌合させるステップとを含む。これに起因して、上記特許文献1に開示されているシミュレーション方法では、計算時間が長くなるという問題があった。また、ビードの脱落を防止するための、いわゆるハンプがリムに設けられている場合、特許文献1に開示されているシミュレーション方法では、ビードがハンプを乗り越えなければならない。これに起因して、前記シミュレーション方法では、計算そのものが不可能になったり、計算は可能であっても極めて多くの計算時間を要したりするという問題もあった。   However, the simulation method disclosed in Patent Document 1 includes a step of narrowing the bead width of the tire smaller than the rim width and a step of fitting the bead to the rim in order to simulate a state that is closer to reality. . Due to this, the simulation method disclosed in Patent Document 1 has a problem that the calculation time becomes long. In addition, when a so-called hump for preventing the bead from falling off is provided on the rim, in the simulation method disclosed in Patent Document 1, the bead must overcome the hump. Due to this, the simulation method has a problem that the calculation itself is impossible, or even if the calculation is possible, a very long calculation time is required.

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タイヤの性能を予測する際の計算時間を短縮すること、リムにハンプが形成されている場合でもタイヤの性能を予測可能とするとともに、そのときの計算時間を短縮することのうち少なくとも一つを達成できるタイヤ性能の予測方法及びタイヤ性能の予測用コンピュータプログラム、並びにタイヤ/ホイール組立体モデルの作成方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above, and it is possible to reduce the calculation time when predicting the performance of the tire and to predict the performance of the tire even when a hump is formed on the rim. Another object of the present invention is to provide a tire performance prediction method, a tire performance prediction computer program, and a tire / wheel assembly model creation method capable of achieving at least one of reducing the calculation time at that time. To do.

上述した目的を達成するために、本発明に係るタイヤ性能の予測方法は、ホイールのリムにタイヤのビード部を嵌合させた状態で性能を予測するにあたり、前記タイヤと、前記ホイールが備える前記リムとを複数の微小要素に分割して、リム側の嵌合面とビード部側の嵌合面とが対向し、かつ所定の間隔を設けて配置されるように、タイヤモデルと少なくとも一部を変形体としたリムモデルとを作成する手順と、前記リムモデルの径を規定の寸法に変化させることにより、前記タイヤモデルのビード部側の嵌合面と、前記リムモデルのリム側の嵌合面との径方向における位置を合わせる手順と、前記リムモデルに生じている応力又はひずみをリセットする手順と、前記タイヤモデルのビード部を前記リムモデルへ嵌合させる手順と、を含むことを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the tire performance prediction method according to the present invention includes the tire and the wheel provided to predict the performance in a state in which the bead portion of the tire is fitted to the rim of the wheel. The rim is divided into a plurality of minute elements, and the tire model and at least a part of the rim are arranged so that the fitting surface on the rim side and the fitting surface on the bead portion side are opposed to each other with a predetermined interval. And a rim model fitting surface on the bead portion side of the tire model, and a rim side fitting surface of the rim model by changing the diameter of the rim model to a specified dimension. A step of aligning the position of the tire model in the radial direction, a step of resetting stress or strain generated in the rim model, and a step of fitting a bead portion of the tire model to the rim model. The features.

このタイヤ性能の予測方法は、少なくとも一部を変形体としたリムモデルのリム側嵌合面とタイヤモデルのビード部の側嵌合面(ビード部側嵌合面)とを、所定の間隔を設けて対向配置して、リムモデルの径方向における寸法を規定の大きさに変化させることにより、リム側嵌合面とビード部側嵌合面とを、リムモデルあるいはタイヤモデルの径方向において一致させる。その後、リムモデルに生じている応力又はひずみをリセットしてから、タイヤモデルとリムモデルとを嵌合させる。これによって、タイヤモデルのビード部を一旦狭める手順が不要となり、また、リムとビード部とが嵌合する際におけるビード部の動きを小さくできる。その結果、リムとビード部とが嵌合する際におけるタイヤの振動の減衰時間が短縮するので、タイヤの性能を予測する際の計算時間を短縮できる。また、リムがハンプを乗り越えることはないので、リムにハンプが設けられている場合においてもビード部をリムに嵌合させる解析が可能になり、かかる場合にもタイヤの性能を予測することができる。さらに、リム上をビード部が滑るという大きな滑りを伴う振動が少なくなるため、計算時間を短縮できる。   In this tire performance prediction method, a predetermined distance is provided between a rim-side fitting surface of a rim model, at least a part of which is a deformed body, and a side fitting surface (bead-side fitting surface) of a bead portion of a tire model. The rim-side fitting surface and the bead portion-side fitting surface are made to coincide with each other in the radial direction of the rim model or the tire model. Then, after resetting the stress or strain generated in the rim model, the tire model and the rim model are fitted. As a result, the procedure for once narrowing the bead portion of the tire model is not necessary, and the movement of the bead portion when the rim and the bead portion are fitted can be reduced. As a result, since the tire vibration attenuation time when the rim and the bead portion are fitted is reduced, the calculation time for predicting the tire performance can be reduced. In addition, since the rim does not get over the hump, even when the hump is provided on the rim, the analysis of fitting the bead portion to the rim is possible, and the tire performance can be predicted even in such a case. . Furthermore, since the vibration accompanied by the large slip that the bead portion slips on the rim is reduced, the calculation time can be shortened.

また、現実のホイールのリムは変形するので、リムモデルを変形体としてモデル化すると、より実際の現象に近い解析結果を得ることができる。しかし、リムモデルを変形体としてモデル化した場合に、リム側嵌合面とビード部側嵌合面とを、リムモデルあるいはタイヤモデルの径方向において一致させると、実際のリムでは発生し得ない大きな変形がリムモデルに発生する。このタイヤ性能の予測方法では、リム側嵌合面とビード部側嵌合面とを一致させた後に、リムモデルに生じている応力又はひずみをリセットすることによって、径方向に対するリムの変形が解析に与える影響を排除できる。   Further, since the rim of an actual wheel is deformed, an analysis result closer to an actual phenomenon can be obtained by modeling the rim model as a deformed body. However, when the rim model is modeled as a deformed body, if the rim-side mating surface and the bead part-side mating surface are matched in the radial direction of the rim model or tire model, large deformation that cannot occur in an actual rim Occurs in the rim model. In this tire performance prediction method, the rim deformation in the radial direction can be analyzed by resetting the stress or strain generated in the rim model after matching the rim-side mating surface with the bead part-side mating surface. The influence on it can be eliminated.

次の本発明に係るタイヤ性能の予測方法は、前記タイヤ性能の予測方法において、前記タイヤモデルのビード部を前記リムモデルへ嵌合させる前に、前記タイヤモデルのビード部の幅を変更する手順を含むことを特徴とする。   The tire performance prediction method according to the present invention includes a procedure for changing the width of the bead portion of the tire model before fitting the bead portion of the tire model to the rim model in the tire performance prediction method. It is characterized by including.

次の本発明に係るタイヤ性能の予測方法は、前記タイヤ性能の予測方法において、前記タイヤモデルのビード部を前記リムモデルへ嵌合させるときに、前記タイヤモデルに内圧を負荷することを特徴とする。   The tire performance prediction method according to the present invention is characterized in that, in the tire performance prediction method, when a bead portion of the tire model is fitted to the rim model, an internal pressure is applied to the tire model. .

次の本発明に係るタイヤ性能の予測方法は、前記タイヤ性能の予測方法において、前記タイヤモデルのビード部側の嵌合面と、前記リムモデルのリム側の嵌合面との径方向における位置を合わせる手順において、前記リムモデルを構成する微小要素の各節点、又は前記リムモデルを構成する微小要素の各節点と所定の位置関係にある少なくとも一つの参照節点に、強制変位を与えることを特徴とする。   The tire performance prediction method according to the next aspect of the present invention is the tire performance prediction method, wherein the radial position between the bead portion side fitting surface of the tire model and the rim side fitting surface of the rim model is determined. In the matching procedure, forcible displacement is applied to each node of the microelements constituting the rim model or at least one reference node having a predetermined positional relationship with each node of the microelements constituting the rim model.

次の本発明に係るタイヤ性能の予測方法は、前記タイヤ性能の予測方法において、前記リムモデルに対して予め熱膨張係数を定義しておき、前記タイヤモデルのビード部側の嵌合面と、前記リムモデルのリム側の嵌合面との径方向における位置を合わせる際には、前記リムモデルに熱ひずみを付与することを特徴とする。   In the tire performance prediction method according to the present invention, in the tire performance prediction method, a thermal expansion coefficient is defined in advance for the rim model, and the fitting surface on the bead portion side of the tire model; When aligning the position in the radial direction with the fitting surface on the rim side of the rim model, thermal strain is applied to the rim model.

次の本発明に係るタイヤ性能の予測方法は、前記タイヤ性能の予測方法において、前記熱膨張係数は異方性を持ち、前記リムモデルに熱ひずみを付与すると、前記リムモデルの周方向のみが変形することを特徴とする。   In the tire performance prediction method according to the present invention, in the tire performance prediction method, the thermal expansion coefficient has anisotropy, and when thermal strain is applied to the rim model, only the circumferential direction of the rim model is deformed. It is characterized by that.

次の本発明に係るタイヤ性能の予測方法は、前記タイヤ性能の予測方法において、前記熱膨張係数は、前記リムモデルの幅方向及び径方向には熱ひずみが発生しないように定義することを特徴とする。   The tire performance prediction method according to the present invention is characterized in that, in the tire performance prediction method, the thermal expansion coefficient is defined so that thermal strain does not occur in a width direction and a radial direction of the rim model. To do.

次の本発明に係るタイヤ性能の予測方法は、前記タイヤ性能の予測方法において、前記リムモデルには、ハンプが設けられていることを特徴とする。   The tire performance prediction method according to the present invention is characterized in that in the tire performance prediction method, the rim model is provided with a hump.

次の本発明に係るタイヤ性能の予測方法は、前記タイヤ性能の予測方法において、前記タイヤモデルのビード部側の嵌合面と前記リムモデルのリム側の嵌合面との径方向における位置を合わせるときにおける、前記タイヤモデルのビード部と前記リムモデルのリムとの間の第1の摩擦係数を、前記タイヤモデルのビード部を前記リムモデルへ嵌合させるときにおける、前記タイヤモデルのビード部と前記リムモデルのリムとの間の第2の摩擦係数よりも大きくすることを特徴とする。   The tire performance prediction method according to the present invention is the tire performance prediction method, wherein the radial positions of the fitting surface on the bead portion side of the tire model and the fitting surface on the rim side of the rim model are aligned. The first friction coefficient between the bead portion of the tire model and the rim of the rim model at the time, and the bead portion of the tire model and the rim model when the bead portion of the tire model is fitted to the rim model. It is characterized by being larger than the second coefficient of friction with the rim.

次の本発明に係るタイヤ性能の予測方法は、前記タイヤ性能の予測方法において、前記第1の摩擦係数は、0.1以上1.0以下であり、前記第2の摩擦係数は、0.01以上0.4以下であることを特徴とする。   The tire performance prediction method according to the present invention is the tire performance prediction method, wherein the first friction coefficient is 0.1 or more and 1.0 or less, and the second friction coefficient is 0.00. It is 01 or more and 0.4 or less.

次の本発明に係るタイヤ性能の予測方法は、前記タイヤ性能の予測方法において、前記タイヤモデルのビード部を前記リムモデルへ嵌合させた後における、前記タイヤモデルのビード部と前記リムモデルのリムとの間の第3の摩擦係数を、前記タイヤモデルのビード部を前記リムモデルへ嵌合させるときにおける、前記タイヤモデルのビード部と前記リムモデルのリムとの間の第2の摩擦係数よりも大きくすることを特徴とする。   The tire performance prediction method according to the present invention includes the tire model bead portion and the rim model rim after the bead portion of the tire model is fitted to the rim model in the tire performance prediction method. The third friction coefficient between the tire model bead and the rim model rim is larger than the second friction coefficient between the tire model bead part and the rim model rim when the bead part of the tire model is fitted to the rim model. It is characterized by that.

次の本発明に係るタイヤ性能の予測方法は、前記タイヤ性能の予測方法において、前記第3の摩擦係数は、0.5以上2.0以下であることを特徴とする。   The tire performance prediction method according to the present invention is characterized in that, in the tire performance prediction method, the third friction coefficient is 0.5 or more and 2.0 or less.

次の本発明に係るタイヤ性能の予測用コンピュータプログラムは、前記タイヤ性能の予測方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。これによって、前記タイヤ性能の予測方法を、コンピュータを用いて実現できる。   A tire performance prediction computer program according to the present invention is characterized by causing a computer to execute the tire performance prediction method. Thus, the tire performance prediction method can be realized using a computer.

次の本発明に係るタイヤ/ホイール組立体モデルの作成方法は、微小要素に分割されるとともに、リム側の嵌合面とビード部側の嵌合面とが対向し、かつ所定の間隔をもって配置されるように設定されるタイヤモデル、及び少なくとも一部が変形体のリムモデルが作成され、前記リムモデルの径を規定の寸法に変化させることにより、前記タイヤモデルのビード部側の嵌合面と前記リムモデルのリム側の嵌合面との径方向における位置を合わせてから、前記リムモデルに生じている応力又はひずみをリセットした後、前記タイヤモデルのビード部を前記リムモデルへ嵌合させて作成されることを特徴とする。 The following method for creating a tire / wheel assembly model according to the present invention is divided into minute elements, and the fitting surface on the rim side and the fitting surface on the bead portion side are opposed to each other and arranged at a predetermined interval. A tire model that is set to be configured, and a rim model that is at least partially deformed, and by changing the diameter of the rim model to a specified dimension, the fitting surface on the bead portion side of the tire model and the rim model After aligning the position in the radial direction with the fitting surface on the rim side of the rim model, after resetting the stress or strain generated in the rim model, it is created by fitting the bead portion of the tire model to the rim model It is characterized by that.

このタイヤ/ホイール組立体モデルの作成方法は、少なくとも一部を変形体としたリムモデルのリム側嵌合面とタイヤモデルのビード部側嵌合面とを、所定の間隔を設けて対向配置して、リム側嵌合面とビード部側嵌合面とを、リムモデルあるいはタイヤモデルの径方向において一致させる。その後、リムモデルに生じている応力又はひずみをリセットしてから、タイヤモデルとリムモデルとを嵌合させてタイヤ/ホイール組立体モデルを作成る。このタイヤ/ホイール組立体モデルでは、タイヤモデルのビード部を一旦狭める手順が不要となり、また、リムとビード部とが嵌合する際におけるビードの動きを小さくできる。その結果、リムとビード部とが嵌合する際におけるタイヤの振動の減衰時間が短縮するので、このタイヤ/ホイール組立体モデルを用いれば、タイヤの性能を予測する際におけるタイヤ/ホイール組立体モデルの作成を含めた計算時間を短縮できる。 In this tire / wheel assembly model creation method , a rim-side fitting surface of a rim model at least a part of which is a deformable body and a bead portion-side fitting surface of a tire model are arranged to face each other with a predetermined interval. The rim side fitting surface and the bead portion side fitting surface are made to coincide in the radial direction of the rim model or the tire model. Then, reset the and are stress or strain occur in Rimumoderu, to create a tire / wheel assembly model by fitting the tire model and Rimumoderu. In this tire / wheel assembly model, the procedure of once narrowing the bead portion of the tire model is not necessary, and the movement of the bead when the rim and the bead portion are fitted can be reduced. As a result, the damping time of the vibration of the tire when the rim and the bead portion are fitted is shortened. Therefore, if this tire / wheel assembly model is used, the tire / wheel assembly model for predicting the performance of the tire is used. The calculation time including the creation of can be shortened.

また、リムがハンプを乗り越えることはないので、リムにハンプが設けられている場合においてもビード部をリムに嵌合させる解析が可能になる。このように、このタイヤ/ホイール組立体モデルを用いれば、リムにハンプが設けられている場合においても、タイヤの性能を予測することができる。さらに、このタイヤ/ホイール組立体モデルは、リム上をビード部が滑るという大きな滑りを伴う計算が少なくなるため、タイヤ/ホイール組立体モデルを作成する際の計算時間を短縮できる。   Further, since the rim does not get over the hump, even when the hump is provided on the rim, an analysis for fitting the bead portion to the rim becomes possible. As described above, by using the tire / wheel assembly model, the performance of the tire can be predicted even when the hump is provided on the rim. Furthermore, this tire / wheel assembly model can reduce the calculation time when creating the tire / wheel assembly model because the calculation with a large slip of the bead portion sliding on the rim is reduced.

また、現実のホイールのリムは変形するので、このタイヤ/ホイール組立体モデルのように、リムモデルを変形体としてモデル化すると、より実際の現象に近い解析結果を得ることができる。しかし、リムモデルを変形体としてモデル化した場合に、リム側嵌合面とビード部側嵌合面とを、リムモデルあるいはタイヤモデルの径方向において一致させると、実際のリムでは発生し得ない大きな変形がリムモデルに発生する。このタイヤ/ホイール組立体モデルでは、リム側嵌合面とビード部側嵌合面とを一致させた後に、リムモデルに生じている応力又はひずみをリセットするので、径方向に対するリムの変形が解析に与える影響を排除できる。   Further, since the rim of an actual wheel is deformed, an analysis result closer to the actual phenomenon can be obtained by modeling the rim model as a deformed body as in the tire / wheel assembly model. However, when the rim model is modeled as a deformed body, if the rim-side mating surface and the bead part-side mating surface are matched in the radial direction of the rim model or tire model, large deformation that cannot occur in an actual rim Occurs in the rim model. In this tire / wheel assembly model, the stress or strain generated in the rim model is reset after matching the rim-side mating surface with the bead part-side mating surface. The influence on it can be eliminated.

次の本発明に係るタイヤ/ホイール組立体モデルの作成方法は、前記タイヤ/ホイール組立体モデルにおいて、前記リムモデルには、ハンプが設けられていることを特徴とする。 The tire / wheel assembly model creation method according to the present invention is characterized in that the rim model is provided with a hump in the tire / wheel assembly model.

本発明によれば、タイヤの性能を予測する際の計算時間を短縮すること、リムにハンプが形成されている場合でもタイヤの性能を予測可能とするとともに、そのときの計算時間を短縮することのうち少なくとも一つを達成できる。   According to the present invention, it is possible to reduce calculation time when predicting tire performance, to predict tire performance even when a hump is formed on a rim, and to reduce calculation time at that time. At least one of them.

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。なお、本発明はタイヤの種類は問わず適用できるが、特に空気入りタイヤの性能予測に好適である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or that are substantially the same. The present invention can be applied to any type of tire, but is particularly suitable for predicting the performance of a pneumatic tire.

(実施の形態)
この実施の形態に係るタイヤ性能の予測方法は次の点に特徴がある。すなわち、リム側の嵌合面とビード部側の嵌合面とが対向し、かつ所定の間隔をもって配置されるように設定される少なくとも一部のリムモデル及びタイヤモデルを作成する。そして、タイヤモデルのビード部側の嵌合面と、リムモデルのリム側の嵌合面との径方向における位置を合わせ、リムモデルに生じている応力又はひずみをリセットしてから、タイヤモデルのビード部をリムモデルへ嵌合させる。その後、ホイールに装着したタイヤや、タイヤ/ホイール組立体の諸性能を予測する。なお、この実施の形態に係るタイヤ性能の予測方法は、コンピュータを用いたシミュレーションによって実現できる。
(Embodiment)
The tire performance prediction method according to this embodiment is characterized by the following points. That is, at least a part of the rim model and the tire model that are set so that the fitting surface on the rim side and the fitting surface on the bead portion side face each other and are arranged at a predetermined interval are created. Then, after aligning the radial positions of the fitting surface on the bead portion side of the tire model and the fitting surface on the rim side of the rim model and resetting the stress or strain generated in the rim model, the bead portion of the tire model is reset. Is fitted to the rim model. After that, various performances of the tire mounted on the wheel and the tire / wheel assembly are predicted. Note that the tire performance prediction method according to this embodiment can be realized by simulation using a computer.

タイヤをホイールに装着する過程自体を予測するのであれば、上記特許文献1に開示されているような、タイヤのビード幅を狭めるステップと嵌合ステップという二つのステップを有するシミュレーション方法が必要となる。ここで、タイヤのビード部をホイールのリムに嵌合させる際には、タイヤの各部に振動が発生する。したがって、タイヤをホイールに装着した後、タイヤの転動その他のシミュレーションに移行する際には、この振動が減衰するまで待つ必要がある。   If the process itself of attaching a tire to a wheel is predicted, a simulation method having two steps of narrowing the tire bead width and fitting step as disclosed in Patent Document 1 is required. . Here, when fitting the bead portion of the tire to the rim of the wheel, vibration is generated in each portion of the tire. Therefore, it is necessary to wait until this vibration is attenuated when shifting to a tire rolling or other simulation after mounting the tire on the wheel.

このように、特許文献1に開示されているシミュレーション方法では、タイヤ/ホイール組立体を得るにあたって二つのステップを要し、また嵌合時に発生するタイヤ各部の振動の減衰を待つ必要がある。このため、ホイールに装着したタイヤ等の転動その他のシミュレーションを完了するまでに長い計算時間を要してしまう。また、リムにハンプが設けられている場合にはビード部がハンプを乗り越えなければならないので、計算が不可能となるか、計算ができたとしても極めて多くの計算時間を要する。特に、陰解法を用いる場合には、ほとんど計算は不可能である。さらに、ビード部とリムとは大きな滑りを伴うので、計算に時間を要する。   As described above, in the simulation method disclosed in Patent Document 1, two steps are required to obtain the tire / wheel assembly, and it is necessary to wait for the vibration of each part of the tire generated during fitting to be attenuated. For this reason, it takes a long calculation time to complete rolling and other simulations of tires and the like mounted on the wheels. Further, when a hump is provided on the rim, the bead portion must get over the hump, so that calculation is impossible or even if calculation is possible, a very long calculation time is required. In particular, when using the implicit method, calculation is almost impossible. Further, since the bead portion and the rim are accompanied by a large slip, calculation takes time.

ビード部とリムとを嵌合するときの挙動や、ビード部がハンプを乗り越える挙動をシミュレーションする場合には、特許文献1に開示されているような方法が必要となる。しかし、ホイールにタイヤを装着した後、実際に使用されている状態におけるタイヤ等の諸性能を予測する場合には、ビード部とリムとを嵌合するときの挙動等は必要ではない。本発明者はこの点に着目し、次に説明する手順によってホイールに装着したタイヤや、タイヤ/ホイール組立体の諸性能を予測することとした。   When simulating the behavior when fitting the bead portion and the rim and the behavior of the bead portion getting over the hump, a method as disclosed in Patent Document 1 is required. However, in the case of predicting various performances of the tire or the like in a state where it is actually used after the tire is mounted on the wheel, the behavior when the bead portion and the rim are fitted is not necessary. The present inventor paid attention to this point, and decided to predict various performances of the tire mounted on the wheel and the tire / wheel assembly by the procedure described below.

図1は、タイヤ及びホイールのリムを、その中心軸を含む子午面で切った断面を示す一部断面図である。まず、タイヤ及びホイールのリムについて簡単に説明する。キャップトレッド2は、タイヤ1の路面接地部に配置されており、カーカス6、ベルト5又はブレーカの外側を覆うゴム層である。キャップトレッド2は、路面等からの衝撃や外傷からカーカス6やベルト5を保護するとともに、摩耗寿命を延長する役目を持っている。   FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a cross section of a tire and a wheel rim taken along a meridian plane including the central axis thereof. First, tires and wheel rims will be briefly described. The cap tread 2 is a rubber layer that is disposed on the road surface ground portion of the tire 1 and covers the outside of the carcass 6, the belt 5, or the breaker. The cap tread 2 serves to protect the carcass 6 and the belt 5 from impacts and trauma from the road surface and to extend the wear life.

アンダトレッド3は、キャップトレッド2とベルト5との間に配置されるゴム層で、発熱性、接着性等を向上させる目的で用いられる。サイドトレッド4は、サイドウォール部の最も外側に配置されて外からの傷がカーカス6に達するのを防止するとともに、ラジアルタイヤの場合には、車軸からの駆動力を路面に伝える補助的役割も担っている。   The undertread 3 is a rubber layer disposed between the cap tread 2 and the belt 5 and is used for the purpose of improving heat generation, adhesion, and the like. The side tread 4 is arranged on the outermost side of the sidewall portion to prevent external scratches from reaching the carcass 6 and, in the case of a radial tire, also has an auxiliary role of transmitting driving force from the axle to the road surface. I'm in charge.

ベルト5は、キャップトレッド2とカーカス6との間に配置されたゴム引きコード層である。なお、バイアスタイヤの場合にはブレーカと呼ぶ。ラジアルタイヤにおいて、ベルト5は形状保持及び強度メンバーとして重要な役割を担っている。カーカス6はタイヤ1の骨格をなすゴム引きコード層である。カーカス6は、タイヤ1に空気を充填した際に圧力容器としての役目を果たす強度メンバーであり、その内圧によって荷重を支え、走行中の動的荷重に耐える構造を持っている。   The belt 5 is a rubberized cord layer disposed between the cap tread 2 and the carcass 6. In the case of a bias tire, it is called a breaker. In the radial tire, the belt 5 plays an important role as a shape maintaining and strength member. The carcass 6 is a rubberized cord layer that forms the skeleton of the tire 1. The carcass 6 is a strength member that serves as a pressure vessel when the tire 1 is filled with air. The carcass 6 has a structure that supports a load by its internal pressure and withstands a dynamic load during traveling.

ビード部9は、内圧によって発生するカーカス6のコード張力を支えているスチールワイヤの束(すなわちビードワイヤ7)を、硬質ゴムで固めたリングである。タイヤ1をホイールのリムに固定させる役割を果たす他、カーカス6、ベルト5及びトレッドとともに、タイヤ1の強度部材となる。ビードフィラ8は、カーカス6をビードワイヤ7の周囲に巻き込む際に生ずる空間へ充填するゴムである。カーカス6をビードワイヤ7に固定するとともに、その部分の形状を整え、ビード部9全体の剛性を高める。   The bead portion 9 is a ring in which a bundle of steel wires (that is, the bead wire 7) supporting the cord tension of the carcass 6 generated by internal pressure is hardened with hard rubber. Besides the role of fixing the tire 1 to the rim of the wheel, it becomes a strength member of the tire 1 together with the carcass 6, the belt 5 and the tread. The bead filler 8 is a rubber that fills a space generated when the carcass 6 is wound around the bead wire 7. While fixing the carcass 6 to the bead wire 7, the shape of the part is adjusted and the rigidity of the whole bead part 9 is improved.

ホイール10は、タイヤ1のビード部9と嵌合するリム11を備える。リム11には、嵌合したタイヤ1のビード部9がリム11から外れないように、ハンプ12が設けられる。ハンプ12は、リム11からホイール10の径方向外側へ突出する突起であり、タイヤ1のビード部9が内側へ移動する動きを抑止する。なお、ビード部9がリム11へ嵌合する際には、ビード部9がハンプ12を乗り越える。次に、タイヤ、ホイール及びタイヤ/ホイール組立体の軸について説明する。   The wheel 10 includes a rim 11 that fits with the bead portion 9 of the tire 1. The rim 11 is provided with a hump 12 so that the bead portion 9 of the fitted tire 1 is not detached from the rim 11. The hump 12 is a protrusion that protrudes radially outward of the wheel 10 from the rim 11, and suppresses the movement of the bead portion 9 of the tire 1 moving inward. When the bead portion 9 is fitted to the rim 11, the bead portion 9 gets over the hump 12. Next, the tire, wheel, and axis of the tire / wheel assembly will be described.

図2−1、図2−2は、タイヤ、ホイール及びタイヤ/ホイール組立体の各軸を示す説明図である。図2−1及び図2−2に示すY軸は、タイヤ1、ホイール10及びタイヤ/ホイール組立体18の中心軸に相当する軸である。X軸、Z軸は、それぞれ前記Y軸に直交するとともに、X軸とZ軸とは、互いに直交する。ここで、Z軸は、タイヤ1、ホイール10のY軸と平行な方向、すなわちタイヤ1、ホイール10の幅方向における中心の軸(以下幅方向中心軸という)である。次に、この実施の形態に係るタイヤ性能の予測方法を実現するタイヤ性能の予測装置について説明する。   FIGS. 2-1 and 2-2 are explanatory views showing respective axes of a tire, a wheel, and a tire / wheel assembly. The Y axis shown in FIGS. 2-1 and 2-2 is an axis corresponding to the central axis of the tire 1, the wheel 10, and the tire / wheel assembly 18. The X axis and the Z axis are each orthogonal to the Y axis, and the X axis and the Z axis are orthogonal to each other. Here, the Z-axis is a central axis in the width direction of the tire 1 and the wheel 10 (hereinafter referred to as the width-direction central axis) in the direction parallel to the Y-axis of the tire 1 and the wheel 10. Next, a tire performance prediction apparatus that realizes the tire performance prediction method according to this embodiment will be described.

図3、図4は、この実施の形態に係るタイヤ性能の予測装置を示す装置構成図である。この実施の形態に係るタイヤ性能の予測方法は、図3に示すタイヤ性能の予測装置50によって実現できる。図3に示すように、このタイヤ性能の予測装置50は、処理部52と記憶部54とで構成される。また、このタイヤ性能の予測装置50には、入出力装置51が接続されており、ここに備えられた入力手段53でタイヤモデルを構成するゴムの物性値やホイールの物性値、あるいは予測計算における境界条件や走行条件等を処理部52や記憶部54へ入力する。   3 and 4 are device configuration diagrams showing a tire performance prediction device according to this embodiment. The tire performance prediction method according to this embodiment can be realized by the tire performance prediction device 50 shown in FIG. As shown in FIG. 3, the tire performance prediction device 50 includes a processing unit 52 and a storage unit 54. In addition, an input / output device 51 is connected to the tire performance prediction device 50, and the physical property value of rubber or the physical property value of the wheel constituting the tire model or the prediction calculation in the input means 53 provided here. Boundary conditions, travel conditions, and the like are input to the processing unit 52 and the storage unit 54.

ここで、入力手段53には、キーボード、マウス等の入力デバイスを使用することができる。また、図4に示すように、処理部52は、タイヤモデルやリムモデルを作成するモデル作成部52mと、リムモデルをタイヤモデルのビード部へ嵌合させる嵌合部52sと、得られたタイヤ/ホイール組立体モデルを用いてタイヤ等の性能を予測する解析部52pとを有している。   Here, an input device such as a keyboard and a mouse can be used for the input means 53. As shown in FIG. 4, the processing unit 52 includes a model creating unit 52m that creates a tire model and a rim model, a fitting unit 52s that fits the rim model to a bead part of the tire model, and the obtained tire / wheel. And an analysis unit 52p that predicts the performance of the tire or the like using the assembly model.

記憶部54には、この実施の形態に係るタイヤ性能の予測方法を含むコンピュータプログラムが格納されている。ここで、記憶部54は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、又はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ(CD−ROM等のような読み出しのみが可能な記憶媒体)や、RAM(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。   The storage unit 54 stores a computer program including the tire performance prediction method according to this embodiment. Here, the storage unit 54 is a hard disk device, a magneto-optical disk device, a non-volatile memory such as a flash memory (a storage medium that can be read only such as a CD-ROM), or a RAM (Random Access Memory). Such a volatile memory or a combination thereof can be used.

また、上記コンピュータプログラムは、コンピュータシステムにすでに記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、本発明に係るタイヤ性能の予測方法を実現できるものであってもよい。また、処理部52を構成するモデル作成部52m、嵌合部52s及び解析部52pの機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより本発明に係るタイヤ性能の予測方法を実行してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。   Moreover, the said computer program may be what can implement | achieve the tire performance prediction method which concerns on this invention by the combination with the computer program already recorded on the computer system. Further, a computer program for realizing the functions of the model creation unit 52m, the fitting unit 52s, and the analysis unit 52p constituting the processing unit 52 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium The tire performance prediction method according to the present invention may be executed by causing the computer system to read and execute the above. The “computer system” here includes an OS and hardware such as peripheral devices.

処理部52は、メモリ及びCPUにより構成されている。タイヤ性能の予測時においては設定されたタイヤモデル及び入力データに基づいて、処理部52が前記プログラムを当該処理部52に組み込まれたメモリに読み込んで演算する。その際に処理部52は、適宜記憶部54へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を進める。なお、この処理部52は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアにより、モデル作成部52m、嵌合部52s及び解析部52pの機能を実現するものであってもよい。予測結果は、入出力装置の表示手段55に表示される。   The processing unit 52 includes a memory and a CPU. At the time of prediction of tire performance, based on the set tire model and input data, the processing unit 52 reads the program into a memory incorporated in the processing unit 52 and performs calculation. At that time, the processing unit 52 appropriately stores the numerical value in the middle of the calculation in the storage unit 54, and advances the calculation by taking out the stored numerical value. The processing unit 52 may realize the functions of the model creation unit 52m, the fitting unit 52s, and the analysis unit 52p with dedicated hardware instead of the computer program. The prediction result is displayed on the display means 55 of the input / output device.

ここで、表示手段55には、CRT(Cathode Ray Tube)や液晶表示装置等を使用することができる。また、予測結果は、必要に応じて設けられたプリンタに出力することもできる。また、記憶部54は、処理部52に内蔵されるものであっても、他の装置(例えばデータベースサーバ)内にあってもよい。このように、上記タイヤ性能の予測装置50は、入出力装置51を備えた端末装置から通信により処理部52や記憶部54にアクセスするものであってもよい。次に、この実施の形態に係るタイヤ性能の予測方法について説明する。なお、次の説明においては、適宜図1〜図4を参照されたい。   Here, a CRT (Cathode Ray Tube), a liquid crystal display device or the like can be used for the display means 55. The prediction result can also be output to a printer provided as necessary. The storage unit 54 may be built in the processing unit 52 or may be in another device (for example, a database server). As described above, the tire performance prediction device 50 may access the processing unit 52 and the storage unit 54 by communication from the terminal device including the input / output device 51. Next, a tire performance prediction method according to this embodiment will be described. In the following description, please refer to FIGS.

図5は、この実施の形態に係るタイヤ性能の予測方法の手順を示すフローチャートである。ここでは、上述したタイヤ性能の予測装置50を用いて、この実施の形態に係るタイヤ性能の予測方法を実現する例を説明する。この実施の形態に係るタイヤ性能の予測方法では、タイヤやタイヤ/ホイール組立体の特性を予測する解析手法として有限要素法(Finite Element Method:FEM)を使用する。   FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the tire performance prediction method according to this embodiment. Here, an example will be described in which the tire performance prediction method according to this embodiment is realized using the tire performance prediction device 50 described above. In the tire performance prediction method according to this embodiment, a finite element method (FEM) is used as an analysis method for predicting characteristics of a tire or a tire / wheel assembly.

なお、本発明に係るタイヤのシミュレーション方法に適用できる解析手法は有限要素法に限られず、境界要素法(Boundary Element Method:BEM)、有限差分法(Finite Differences Method:FDM)等も使用できる。性能予測対象であるタイヤ、タイヤ/ホイール組立体、あるいは境界条件等によって最も適当な解析手法を選択し、又は複数の解析手法を組み合わせて使用することもできる。解析手法に有限要素法を用いる場合、本発明は陽解法、陰解法を問わず適用できるが、特に収束計算を繰り返し実行する陰解法によってタイヤの諸性能を予測する際に好適である。   An analysis method applicable to the tire simulation method according to the present invention is not limited to the finite element method, and a boundary element method (BEM), a finite difference method (FDM), or the like can also be used. The most appropriate analysis method can be selected depending on the tire, tire / wheel assembly, boundary condition, or the like that is the performance prediction target, or a plurality of analysis methods can be used in combination. When the finite element method is used as an analysis method, the present invention can be applied regardless of an explicit method or an implicit method, but is particularly suitable for predicting various performances of a tire by an implicit method that repeatedly executes a convergence calculation.

図6は、ホイールのリムを微小要素(ソリッド要素)に分割して作成したリムモデルの一例を示す断面図である。図7は、タイヤを微小要素に分割して作成したタイヤモデルの一例を示す断面図である。この実施の形態に係るタイヤのシミュレーション方法を実行するにあたっては、まず、有限要素法等の解析手法によって解析できるように、タイヤ性能の予測装置50が備えるモデル作成部52mが、前記解析手法に適したリムモデル及びタイヤモデルを作成する(ステップS101)。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a rim model created by dividing a wheel rim into minute elements (solid elements). FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a tire model created by dividing a tire into minute elements. In executing the tire simulation method according to this embodiment, first, the model creation unit 52m included in the tire performance prediction device 50 is suitable for the analysis method so that the tire performance prediction device 50 can analyze the simulation method using a finite element method or the like. A rim model and a tire model are created (step S101).

例えば有限要素法を使用する場合、図6に示すように、リムを有限個の微小要素、すなわち有限要素法に基づく微小要素20n-1、20n、20n+1・・・等に分割する。これによって作成されたリムモデル20は、図6に示すように、第1リム21、第2リム22、ハンプ23及びウェル24が有限個の微小要素に分割され、モデル化されている。これにより、リムの有限要素モデル、すなわちリムモデル20を作成することができる。ここで、第1リム21、第2リム22は、ホイールが備える2個のリムを区別するための便宜上の称呼である。以下の説明においては、必要に応じて第1リム21、第2リム22をまとめて、リム21、22ともいう。 For example, when the finite element method is used, as shown in FIG. 6, the rim is divided into a finite number of minute elements, that is, minute elements 20 n−1 , 20 n , 20 n + 1, etc. based on the finite element method. To do. As shown in FIG. 6, the rim model 20 created in this way is modeled by dividing the first rim 21, the second rim 22, the hump 23 and the well 24 into a finite number of minute elements. Thereby, the rim finite element model, that is, the rim model 20 can be created. Here, the first rim 21 and the second rim 22 are names for convenience in order to distinguish two rims provided in the wheel. In the following description, the first rim 21 and the second rim 22 are collectively referred to as rims 21 and 22 as necessary.

リムモデル20は、変形体としてモデル化されている。現実のホイールのリムは変形するので、これを考慮して解析をすると、より解析精度が向上する。例えば、タイヤ/ホイール組立体が転動する際に大きな横力が作用するとき、固有値解析等においては、リムを変形体としてモデル化すると、解析精度が向上するので好ましい。   The rim model 20 is modeled as a deformed body. Since the rim of an actual wheel is deformed, the analysis accuracy is further improved if the analysis is performed in consideration of this. For example, when a large lateral force acts when the tire / wheel assembly rolls, in eigenvalue analysis and the like, it is preferable to model the rim as a deformed body because the analysis accuracy is improved.

この実施例において、ホイールのリムを変形体としてモデル化する場合、例えば、リムの変形を考慮する必要のある箇所は変形体としてモデル化し、他の部分は剛体としてモデル化してもよい。このようにすれば、変形を考慮する必要がある箇所の解析精度を向上させつつ、計算速度の増加を抑制できる。このように、この実施例においては、リムの少なくとも一部を変形体としてモデル化すればよい。   In this embodiment, when the rim of the wheel is modeled as a deformed body, for example, a portion where the deformation of the rim needs to be considered may be modeled as a deformed body, and the other portion may be modeled as a rigid body. In this way, it is possible to suppress an increase in the calculation speed while improving the analysis accuracy of the place where deformation needs to be considered. In this way, in this embodiment, at least a part of the rim may be modeled as a deformed body.

同様に、タイヤを有限要素法に基づく微小要素30n-1、30n、30n+1・・・等に分割する。タイヤモデル30は、第1ビード部31がリムモデル20の第1リム21に嵌合し、第2ビード部32がリムモデル20の第2リム22に嵌合する。これにより、タイヤの有限要素モデル、すなわちタイヤモデル30を作成することができる(図7参照)。なお、第1ビード部31、第2ビード部32は、タイヤが備える2個のビード部を区別するための便宜上の称呼である。以下の説明においては、必要に応じて第1ビード部31、第2ビード部32をまとめて、ビード部31、32ともいう。 Similarly, the tire is divided into small elements 30 n−1 , 30 n , 30 n + 1 ... Based on the finite element method. In the tire model 30, the first bead portion 31 is fitted to the first rim 21 of the rim model 20, and the second bead portion 32 is fitted to the second rim 22 of the rim model 20. Thereby, a finite element model of the tire, that is, a tire model 30 can be created (see FIG. 7). In addition, the 1st bead part 31 and the 2nd bead part 32 are names for convenience for distinguishing two bead parts with which a tire is provided. In the following description, the first bead portion 31 and the second bead portion 32 are collectively referred to as bead portions 31 and 32 as necessary.

有限要素法に基づく微小要素とは、例えば二次元平面においては、2節点のシェル及び膜、剛体要素や、三角形及び四角形の連続体要素、三次元においては、四面体要素、五面体要素、六面体要素等を含む連続体要素や、三角形、四角形要素等のシェル及び膜要素等を用いることができる。これらの要素は特に限定されるものではなく、一般的な有限要素法に用いられている要素を用いることができる。このようにして分割された微小要素は、解析の過程においては、三次元座標を用いて逐一特定される。なお、この実施の形態に係るリムモデル20は、ホイール10全体(図1)をモデル化しているが、リム21、22の部分のみをモデル化したリムモデルを用いてもよい。   Microelements based on the finite element method are, for example, two-node shells and films, rigid elements, triangular and quadrilateral continuum elements in two-dimensional planes, and tetrahedral elements, pentahedral elements, and hexahedrons in three dimensions. It is possible to use a continuum element including elements and the like, and shells and membrane elements such as triangles and quadrilateral elements. These elements are not particularly limited, and elements used in a general finite element method can be used. The microelements divided in this way are identified one by one using the three-dimensional coordinates in the process of analysis. Although the rim model 20 according to this embodiment models the entire wheel 10 (FIG. 1), a rim model in which only the rims 21 and 22 are modeled may be used.

この実施の形態に係るリムモデル20は、2個のリム21、22を一体としているが、両方のリムを分割してもよい。この場合には、ビード部をリムに嵌合させるステップやタイヤモデルに内圧を負荷するステップで両方のリムを一体化したり、両方のリムを一体化したリムモデルに置き換えたりしてもよい。また、嵌合後に、剛体でモデル化したリムにリムモデル20を置き換えてもよい。   In the rim model 20 according to this embodiment, the two rims 21 and 22 are integrated, but both rims may be divided. In this case, both the rims may be integrated in the step of fitting the bead portion to the rim or the step of applying the internal pressure to the tire model, or both rims may be replaced with an integrated rim model. Further, the rim model 20 may be replaced with a rim modeled with a rigid body after fitting.

作成したリムモデル20及びタイヤモデル30は、この実施の形態に係るタイヤ性能の予測方法によって、タイヤモデル30がリムモデル20に装着されて、タイヤ/ホイール組立体モデルが得られる。そして、得られたタイヤ/ホイール組立体モデルに対して静的あるいは動的シミュレーションを実行することによって、タイヤをホイールに装着した状態におけるタイヤの諸性能や、タイヤ/ホイール組立体としての諸性能を予測する。ここで、タイヤ性能には、例えば制動性能やコーナーリング性能等、タイヤの動的シミュレーションによって取り扱うことのできる諸性能が含まれる。また、タイヤの静的シミュレーションによって取り扱うことのできる諸性能も含まれる。次に、リムモデル20とタイヤモデル30との径方向における位置関係について説明する。   The created rim model 20 and tire model 30 are attached to the rim model 20 by the tire performance prediction method according to this embodiment, and a tire / wheel assembly model is obtained. Then, by performing static or dynamic simulation on the obtained tire / wheel assembly model, the performance of the tire with the tire mounted on the wheel and the performance as a tire / wheel assembly Predict. Here, the tire performance includes various performances that can be handled by dynamic simulation of the tire, such as braking performance and cornering performance. Also included are various performances that can be handled by static simulation of the tire. Next, the positional relationship in the radial direction between the rim model 20 and the tire model 30 will be described.

図8は、この実施の形態に係るリムモデルの径方向における位置を示す説明図である。図9は、この実施の形態に係るリムモデルとタイヤモデルとの径方向における位置を示す説明図である。図10は、この実施の形態に係るリムモデルとタイヤモデルとの径方向における位置を合わせた状態を示す説明図である。この実施の形態に係るリムモデル20は、実際のリム11をモデル化したものである。図8に示すように、この実施の形態に係るリムモデル20のリム半径Rrvは、実際のリム11のリム半径Rrよりも小さく設定されている。ここで、「リム半径」とは、ホイールの中心軸Yrからリム側の嵌合面(以下リム側嵌合面)Srまでの距離をいう。なお、ホイールの中心軸Yrは、タイヤの中心軸Ytと同じである。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing the position in the radial direction of the rim model according to this embodiment. FIG. 9 is an explanatory diagram showing positions in the radial direction between the rim model and the tire model according to this embodiment. FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state in which the positions in the radial direction of the rim model and the tire model according to this embodiment are matched. The rim model 20 according to this embodiment is a model of the actual rim 11. As shown in FIG. 8, the rim radius Rrv of the rim model 20 according to this embodiment is set smaller than the rim radius Rr of the actual rim 11. Here, the “rim radius” refers to the distance from the wheel center axis Yr to the rim-side fitting surface (hereinafter referred to as rim-side fitting surface) Sr. The wheel center axis Yr is the same as the tire center axis Yt.

また、この実施の形態に係るタイヤモデル30は、実際のタイヤ1をモデル化したものである。図9に示すように、この実施の形態に係るタイヤモデル30のビード半径Rtは、実際のタイヤ1のビード半径と同じ大きさに設定されている。ここで、「ビード半径」とは、タイヤの中心軸Ytからビード部側の嵌合面(以下ビード部側嵌合面)Sbまでの距離をいう。   The tire model 30 according to this embodiment is a model of the actual tire 1. As shown in FIG. 9, the bead radius Rt of the tire model 30 according to this embodiment is set to the same size as the bead radius of the actual tire 1. Here, the “bead radius” refers to a distance from the center axis Yt of the tire to the fitting surface on the bead portion side (hereinafter, bead portion side fitting surface) Sb.

リムモデル20のリム半径Rrvとタイヤモデル30のビード半径Rtとを上記のように設定することにより、図9に示すように、リムモデル20のリム半径Rrvは、タイヤモデル30のビード半径Rtよりも小さくなる。これによって、リムモデル20(あるいはタイヤモデル30)の径方向において、リム側嵌合面Srとビード部側嵌合面Sbとが異なり、かつリム側嵌合面Srとビード部側嵌合面Sbとが対向して配置される。すなわち、リム側嵌合面Srとビード部側嵌合面Sbとは、所定の間隔(ここではRt−Rrv)をもって対向配置される。なお、リムモデル20の幅方向中心軸(図2−2参照)と、タイヤモデル30の幅方向中心軸とは一致している。   By setting the rim radius Rrv of the rim model 20 and the bead radius Rt of the tire model 30 as described above, the rim radius Rrv of the rim model 20 is smaller than the bead radius Rt of the tire model 30 as shown in FIG. Become. Thereby, in the radial direction of the rim model 20 (or the tire model 30), the rim side fitting surface Sr and the bead portion side fitting surface Sb are different, and the rim side fitting surface Sr and the bead portion side fitting surface Sb are different from each other. Are arranged opposite to each other. In other words, the rim-side fitting surface Sr and the bead portion-side fitting surface Sb are arranged to face each other with a predetermined distance (here, Rt−Rrv). The width direction central axis of the rim model 20 (see FIG. 2-2) and the width direction central axis of the tire model 30 coincide with each other.

次に、嵌合部52sは、リムモデル20のリム側嵌合面Srとタイヤモデル30のビード部側嵌合面Sbとの径方向における位置を合わせる(ステップS102)。この実施の形態では、リム半径Rrvをビード半径Rtよりも小さく設定しているので、リムモデル20のリム半径Rrvを大きくする方向に変更する。これは、例えば、リムモデル20を構成する微小要素の節点Nn-1、Nn、Nn+1・・・すべてに、(Rt−Rrv)の強制変位を与えることによって実現できる。これによって、図9に示す矢印Aの方向にリムモデル20が移動することになる。その結果、図10に示すように、リム側嵌合面Srとビード部側嵌合面Sbとの径方向における位置が一致する。なお、径方向とは、リムモデル20あるいはタイヤモデル30の径方向をいう。なお、リムモデル20のリム半径Rrvを大きくする方向に変更するにあたり、後述するように、リムモデル20を構成する微小要素の節点の参照節点に、強制変位を与えてもよい。 Next, the fitting portion 52s aligns the radial positions of the rim-side fitting surface Sr of the rim model 20 and the bead-side fitting surface Sb of the tire model 30 (step S102). In this embodiment, since the rim radius Rrv is set to be smaller than the bead radius Rt, the rim radius Rrv of the rim model 20 is changed to be increased. This can be realized, for example, by giving a forced displacement of (Rt−Rrv) to all the nodes N n−1 , N n , N n + 1 ... Of the minute elements constituting the rim model 20. As a result, the rim model 20 moves in the direction of arrow A shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 10, the radial positions of the rim-side fitting surface Sr and the bead portion-side fitting surface Sb coincide. The radial direction refers to the radial direction of the rim model 20 or the tire model 30. Note that when changing the rim radius Rrv of the rim model 20 in the direction of increasing, forcible displacement may be applied to the reference nodes of the nodes of the minute elements constituting the rim model 20 as described later.

次に、嵌合部52sは、リムモデルに生じている応力又はひずみをリセットする(ステップS103)。この実施の形態では、ステップS102において、リムモデル20のリム半径Rrvを大きくする方向に変更する。すなわち、リムモデル20は大きく変形することになる。この実施の形態において、リムモデル20は変形体としてモデル化されているので、リムモデル20が大きく変形すると、リムモデル20が変形した部分に応力やひずみが発生する。   Next, the fitting portion 52s resets the stress or strain generated in the rim model (step S103). In this embodiment, in step S102, the rim radius Rrv of the rim model 20 is changed in the increasing direction. That is, the rim model 20 is greatly deformed. In this embodiment, since the rim model 20 is modeled as a deformed body, when the rim model 20 is largely deformed, stress and strain are generated in a portion where the rim model 20 is deformed.

実際のタイヤ/ホイール組立体においては、ホイールのリムはこのような大きな変形はせず、リムの各部に大きな応力やひずみが発生することは通常ない。すなわち、この実施の形態において、リムモデル20のリム側嵌合面Srとタイヤモデル30のビード部側嵌合面Sbとの径方向における位置を合わせた場合、リムモデル20には、実際のホイールのリムでは発生し得ない大きな変形が生ずることになる。この変形によって、リムモデル20には、実際のホイールのリムでは発生し得ない大きな応力及びひずみが生じている。   In an actual tire / wheel assembly, the rim of the wheel does not undergo such a large deformation, and a large stress or strain is not usually generated in each part of the rim. That is, in this embodiment, when the positions in the radial direction of the rim side fitting surface Sr of the rim model 20 and the bead portion side fitting surface Sb of the tire model 30 are matched, the rim model 20 includes the rim of the actual wheel. Then, a large deformation that cannot occur will occur. Due to this deformation, large stresses and strains are generated in the rim model 20 that cannot be generated in an actual wheel rim.

したがって、リムモデル20を変形体としてモデル化した場合、リムモデル20のリム側嵌合面Srとタイヤモデル30のビード部側嵌合面Sbとの径方向における位置を合わせたまま、タイヤモデル30のビード部31、32をリムモデル20に嵌合させると、その後の解析において不具合が発生する。したがって、この実施の形態では、ステップS103のように、リムモデルに生じている応力又はひずみをリセットする。これによって、リムモデル20を変形体としてモデル化し、かつ、リム側嵌合面Srとビード部側嵌合面Sbとの径方向における位置を合わせたときにリムモデル20に発生する大きな変形が、その後の解析に与える影響を排除できる。   Therefore, when the rim model 20 is modeled as a deformed body, the bead of the tire model 30 is maintained while the radial positions of the rim-side fitting surface Sr of the rim model 20 and the bead portion-side fitting surface Sb of the tire model 30 are matched. If the parts 31 and 32 are fitted to the rim model 20, problems occur in the subsequent analysis. Therefore, in this embodiment, as in step S103, the stress or strain generated in the rim model is reset. As a result, the rim model 20 is modeled as a deformed body, and the large deformation that occurs in the rim model 20 when the rim-side fitting surface Sr and the bead portion-side fitting surface Sb are aligned in the radial direction, The influence on the analysis can be eliminated.

次に、嵌合部52sは、タイヤモデル30のビード部31、32をリムモデル20のリムに嵌合させる(ステップS104)。例えば、リムモデル20のリム側嵌合面Srと、タイヤモデル30のビード部側嵌合面Sbとの接触を定義することによって、ビード部31、32とリム21、22との嵌合を再現することができる。これによって、タイヤモデル30のビード部31、32が、リムモデル20のリム21、22にそれぞれ嵌合する。これにより、二次元のタイヤ/ホイール組立体モデル40が作成される。なお、タイヤモデル30のビード部31、32をリムモデル20のリムに嵌合させてから(ステップS104)、再びリムモデル20に生じている応力又はひずみをリセットしてもよい。これによって、リムモデル20に発生する大きな変形がその後の解析に与える影響を、より確実に排除できる。   Next, the fitting part 52s fits the bead parts 31 and 32 of the tire model 30 to the rim of the rim model 20 (step S104). For example, by defining the contact between the rim side fitting surface Sr of the rim model 20 and the bead portion side fitting surface Sb of the tire model 30, the fitting of the bead portions 31 and 32 and the rims 21 and 22 is reproduced. be able to. As a result, the bead portions 31 and 32 of the tire model 30 are fitted to the rims 21 and 22 of the rim model 20, respectively. As a result, a two-dimensional tire / wheel assembly model 40 is created. In addition, after fitting the bead portions 31 and 32 of the tire model 30 to the rim of the rim model 20 (step S104), the stress or strain generated in the rim model 20 may be reset again. Thereby, the influence which the big deformation | transformation which generate | occur | produces in the rim model 20 has on subsequent analysis can be excluded more reliably.

ここで、ビード幅Wbがリム幅Wrよりも大きい場合、タイヤモデル30のビード部をリムモデル20のリムに嵌合させる(ステップS104)前に、ビード幅Wbを変更する手順を加えてもよい。これによって、リム側嵌合面Srとビード部側嵌合面Sbとの径方向における位置を合わせる際には、ビード部とリムとの干渉を無視することができるので、計算の収束を早めて計算時間を短縮できる。ビード幅Wbを変更する際には、ビード幅Wbをリム幅Wrよりもやや小さくしておくとよい。このようにすれば、リム径を変化させる際のビード部トリムとの接触領域が少なくて済むため、計算時間をより短くできる。ここで、ビード幅Wbとは、タイヤモデル30の第1ビード部31の外側と第2ビード部32の外側との間隔をいい、リム幅Wrとは、リムモデル20の第1リム21の内側と第2リム22の内側との間隔をいう(図9参照)。   Here, when the bead width Wb is larger than the rim width Wr, a procedure for changing the bead width Wb may be added before fitting the bead portion of the tire model 30 to the rim of the rim model 20 (step S104). As a result, when the radial positions of the rim-side fitting surface Sr and the bead portion-side fitting surface Sb are aligned, the interference between the bead portion and the rim can be ignored. Calculation time can be shortened. When changing the bead width Wb, the bead width Wb may be slightly smaller than the rim width Wr. In this way, since the contact area with the bead portion trim when changing the rim diameter is small, the calculation time can be further shortened. Here, the bead width Wb refers to the distance between the outside of the first bead portion 31 and the outside of the second bead portion 32 of the tire model 30, and the rim width Wr is the inside of the first rim 21 of the rim model 20. This is the distance from the inside of the second rim 22 (see FIG. 9).

ビード幅Wbは、例えば、第1ビード部31と第2ビード部32とに強制変位を与えて変更(この実施の形態では狭める)してもよいし、リムモデル20とは別個に用意した第2リムモデルと接触させて、ビード幅Wbを変更してもよい。なお、ビード幅Wbは、リム側嵌合面Srとビード部側嵌合面Sbとの径方向における位置を合わせる前又は後、すなわち、ステップS102の前又は後に変更すればよい。ビード部とリムとの嵌合は、例えば、リム側嵌合面Srとビード部側嵌合面Sbとの接触を定義することで実現できるが、この手法によれば、前記接触を定義する前は、リムとビード部との干渉は考慮しなくてよいからである。   The bead width Wb may be changed (for example, narrowed in this embodiment) by applying a forced displacement to the first bead portion 31 and the second bead portion 32, or may be prepared separately from the rim model 20. The bead width Wb may be changed in contact with the rim model. The bead width Wb may be changed before or after matching the radial positions of the rim-side fitting surface Sr and the bead portion-side fitting surface Sb, that is, before or after step S102. For example, the bead portion and the rim can be fitted by defining a contact between the rim side fitting surface Sr and the bead portion side fitting surface Sb. This is because the interference between the rim and the bead portion need not be considered.

ここで、リム側嵌合面Srとビード部側嵌合面Sbとの径方向における位置を合わせるとき(ステップS102)における、ビード部31、32とリム21、22との間の第1の摩擦係数μ1を、タイヤモデル30のビード部31、32をリムモデル20のリム21、22に嵌合させるとき(ステップS104)におけるビード部31、32とリム21、22との間の第2の摩擦係数μ2よりも大きくする。これによって、リム側嵌合面Srとビード部側嵌合面Sbとの径方向における位置を合わせるときにおいては、ビード部31、32の滑りを小さくできるので、計算時間をさらに短くすることができる。また、ビード部31、32をリム21、22に嵌合させる際には、前記第2の摩擦係数μ2が前記第1の摩擦係数μ1よりも小さくなるため、ビード部31、32がリム21、22上を動きやすくなる。その結果、ビード部31、32をリム21、22に対してより確実にフィットさせることができる。 Here, the first friction between the bead portions 31 and 32 and the rims 21 and 22 when the positions of the rim side fitting surface Sr and the bead portion side fitting surface Sb are aligned in the radial direction (step S102). The coefficient μ 1 is the second friction between the bead portions 31 and 32 and the rims 21 and 22 when the bead portions 31 and 32 of the tire model 30 are fitted to the rims 21 and 22 of the rim model 20 (step S104). The coefficient is larger than μ 2 . As a result, when the positions of the rim-side fitting surface Sr and the bead portion-side fitting surface Sb are aligned in the radial direction, the slip of the bead portions 31 and 32 can be reduced, so that the calculation time can be further shortened. . Further, when the bead portions 31 and 32 are fitted to the rims 21 and 22, the second friction coefficient μ 2 is smaller than the first friction coefficient μ 1 , so that the bead portions 31 and 32 are 21 and 22 are easy to move. As a result, the bead portions 31 and 32 can be more reliably fitted to the rims 21 and 22.

リム側嵌合面Srとビード部側嵌合面Sbとの径方向における位置を合わせるときの第1の摩擦係数μ1は、0.1以上1.0以下が好ましく、より好ましい範囲は0.3以上0.7以下である。また、タイヤモデル30のビード部31、32をリムモデル20のリム21、22に嵌合させるときの第2の摩擦係数μ2は、0.01以上0.4以下が好ましく、より好ましい範囲は0.01以上0.1以下である。なお、静止摩擦係数及び動摩擦係数の両方が、前記第1、第2の摩擦係数μ1、μ2の範囲にあることが好ましい。 The first friction coefficient μ 1 when the positions in the radial direction of the rim side fitting surface Sr and the bead portion side fitting surface Sb are aligned is preferably 0.1 or more and 1.0 or less, and a more preferable range is 0. 3 or more and 0.7 or less. The second friction coefficient μ 2 when the bead portions 31 and 32 of the tire model 30 are fitted to the rims 21 and 22 of the rim model 20 is preferably 0.01 or more and 0.4 or less, and more preferably 0. .01 or more and 0.1 or less. Both the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient are preferably in the range of the first and second friction coefficients μ 1 and μ 2 .

また、タイヤモデル30のビード部31、32をリムモデル20のリム21、22に嵌合させた後の第3の摩擦係数μ3は、タイヤモデル30のビード部31、32をリムモデル20のリム21、22に嵌合させるときの第2の摩擦係数μ2よりも大きくする。この第3の摩擦係数μ3は、現実のタイヤ1のビード部9を、現実のホイール10のリム11に嵌合させた後における両者の摩擦係数である。このようにすることで、嵌合後におけるビード部とリムとの状態をより精度よく再現できる。 The third friction coefficient μ 3 after fitting the bead portions 31 and 32 of the tire model 30 to the rims 21 and 22 of the rim model 20 indicates that the bead portions 31 and 32 of the tire model 30 are the rim 21 of the rim model 20. , 22 is set to be larger than the second friction coefficient μ 2 . The third friction coefficient μ 3 is a friction coefficient between the bead portion 9 of the actual tire 1 and the rim 11 of the actual wheel 10 after fitting. By doing in this way, the state of a bead part and a rim after fitting can be reproduced more accurately.

その結果、ビード部の変形状態をより正確に再現し、タイヤやタイヤ/ホイール組立体の性能の予測精度を向上させることができる。また、タイヤモデル30のビード部31、32をリムモデル20のリム21、22に嵌合させるときには、ビード部31、32をリム21、22に対してより確実にフィットさせることができる。タイヤモデル30のビード部31、32をリムモデル20のリム21、22に嵌合させた後の第3の摩擦係数μ3は、0.5以上2.0以下が好ましい。なお、静止摩擦係数及び動摩擦係数の両方が、前記第3の摩擦係数μ3の範囲にあることが好ましい。 As a result, the deformation state of the bead portion can be more accurately reproduced, and the prediction accuracy of the performance of the tire or the tire / wheel assembly can be improved. Further, when the bead portions 31 and 32 of the tire model 30 are fitted to the rims 21 and 22 of the rim model 20, the bead portions 31 and 32 can be more reliably fitted to the rims 21 and 22. The third friction coefficient μ 3 after fitting the bead portions 31 and 32 of the tire model 30 to the rims 21 and 22 of the rim model 20 is preferably 0.5 or more and 2.0 or less. It is preferable that both the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient are in the range of the third friction coefficient μ 3 .

この実施の形態では、リムモデル20のリム側嵌合面Srとタイヤモデル30のビード部側嵌合面Sbとを、所定の間隔を設けて対向配置し、その後、リム側嵌合面Srとビード部側嵌合面Sbとを一致させてから嵌合させる。このため、この実施の形態においては、ビード部を一旦狭めてからリムに嵌合させるという特許文献1に開示されているシミュレーション方法と異なり、ビード部を一旦狭める手順は不要となる。これによって、リム21、22とビード部31、32とが嵌合する際におけるビード部31、32の動きを小さくできるので、嵌合後に内圧Pを負荷する際には、ビード部が急激にリムへ嵌合することを防止できる。その結果、リム21、22とビード部31、32とが嵌合する際におけるタイヤの振動を低減できるので、前記振動の減衰時間を短縮して計算時間を短くすることができる。   In this embodiment, the rim-side fitting surface Sr of the rim model 20 and the bead portion-side fitting surface Sb of the tire model 30 are arranged to face each other at a predetermined interval, and then the rim-side fitting surface Sr and the bead are arranged. The part-side fitting surface Sb is matched and then fitted. For this reason, in this embodiment, unlike the simulation method disclosed in Patent Document 1 in which the bead portion is once narrowed and then fitted to the rim, a procedure for once narrowing the bead portion is not necessary. As a result, the movement of the bead portions 31 and 32 when the rims 21 and 22 and the bead portions 31 and 32 are fitted together can be reduced. Can be prevented from being fitted. As a result, since the vibration of the tire when the rims 21 and 22 and the bead portions 31 and 32 are fitted can be reduced, the vibration attenuation time can be shortened and the calculation time can be shortened.

また、特許文献1に開示されているシミュレーション方法では、ビード部を一旦狭めてからリムに嵌合させるので、ビード部の圧縮変形に加え、ビード部とリムとの間で大きな滑りをともない、解析においては収束性が悪化して多くの時間を要する。しかし、この実施の形態に係るタイヤ性能の予測方法では、所定の間隔を設けて対向配置したリム側嵌合面Srとビード部側嵌合面Sbとを、径方向において一致させてから嵌合させる。これによってリム21、22とビード部31、32との間の大きな滑りは極めて低減できるので、この実施の形態においては、主としてビード部31、32の圧縮変形を取り扱えばよい。その結果、収束性を向上させて解析時間を短縮することができる。このように、この実施の形態に係るタイヤ性能の予測方法は、特に、収束計算を繰り返し実行する陰解法に好ましい。   Further, in the simulation method disclosed in Patent Document 1, since the bead portion is once narrowed and then fitted to the rim, the analysis is accompanied by a large slip between the bead portion and the rim in addition to the compression deformation of the bead portion. In, the convergence is deteriorated and it takes a lot of time. However, in the tire performance prediction method according to this embodiment, the rim-side fitting surface Sr and the bead portion-side fitting surface Sb that are arranged to face each other with a predetermined interval are fitted in the radial direction before fitting. Let As a result, the large slip between the rims 21 and 22 and the bead portions 31 and 32 can be extremely reduced. Therefore, in this embodiment, the compression deformation of the bead portions 31 and 32 may be mainly handled. As a result, the convergence can be improved and the analysis time can be shortened. Thus, the tire performance prediction method according to this embodiment is particularly preferable for the implicit method of repeatedly executing the convergence calculation.

また、特許文献1に開示されているシミュレーション方法は、ビード部とリムとの間に大きな滑りを伴うだけでなく、リムにハンプが設けられている場合には、ビード部がこれを乗り越える必要がある。このため、リムにハンプが設けられている場合には解析が困難になり、特に陰解法を用いる場合には、解析はほとんど不可能である。しかし、この実施の形態に係るタイヤ性能の予測方法では、所定の間隔を設けて対向配置したリム側嵌合面Srとビード部側嵌合面Sbとを径方向において一致させてから嵌合させる。これによって、ビード部31、32がハンプ23を乗り越えることはないので、リム21、22にハンプ23が設けられている場合において陰解法を用いた解析が可能となる。   Further, the simulation method disclosed in Patent Document 1 not only involves a large slip between the bead portion and the rim, but also requires a bead portion to overcome this when a hump is provided on the rim. is there. For this reason, analysis becomes difficult when a hump is provided on the rim, and analysis is almost impossible particularly when an implicit method is used. However, in the tire performance prediction method according to this embodiment, the rim-side fitting surface Sr and the bead portion-side fitting surface Sb that are arranged to face each other at a predetermined interval are matched in the radial direction and then fitted. . As a result, the bead portions 31 and 32 do not get over the hump 23, so that the analysis using the implicit method is possible when the hump 23 is provided on the rims 21 and 22.

次に、嵌合部52sは、タイヤモデル30へ内圧Pを負荷する(ステップS105)。内圧Pの負荷によって、ビード部31、32は、それぞれ図10中の矢印B方向に移動して、リムモデル20のリム21、22側へそれぞれ押し付けられる。これによって、実際のタイヤの使用状態を再現することができる。また、内圧Pを直接負荷するので、タイヤの内部における実際の応力状態等も精度よく再現できる。   Next, the fitting part 52s applies the internal pressure P to the tire model 30 (step S105). Due to the load of the internal pressure P, the bead portions 31 and 32 move in the direction of arrow B in FIG. 10 and are pressed against the rim 21 and 22 side of the rim model 20, respectively. This makes it possible to reproduce the actual tire usage. Further, since the internal pressure P is directly applied, the actual stress state and the like inside the tire can be accurately reproduced.

なお、内圧Pは、タイヤモデル30のビード部31、32をリムモデル20のリム21、22に嵌合させるとき(ステップS104)と同時に負荷してもよい。実際のタイヤにおいては、内圧Pの負荷によりタイヤのビード部がリムに押し付けられて、ビード部とリムとが十分に嵌合するので、このようにすれば、より実際の嵌合に近い状態を再現できる。また、嵌合と同時に内圧Pを負荷すれば、それだけ嵌合と内圧Pの負荷とを別個に実行する場合よりも計算時間を短縮することができる。   The internal pressure P may be applied simultaneously when the bead portions 31 and 32 of the tire model 30 are fitted to the rims 21 and 22 of the rim model 20 (step S104). In an actual tire, the bead portion of the tire is pressed against the rim by the load of the internal pressure P, and the bead portion and the rim are sufficiently fitted. Thus, in this way, a state closer to the actual fitting is achieved. Can be reproduced. Further, if the internal pressure P is loaded simultaneously with the fitting, the calculation time can be shortened as compared with the case where the fitting and the loading of the internal pressure P are performed separately.

上記各手順によってタイヤモデル30をリムモデル20に嵌合して得られたタイヤ/ホイール組立体モデル40は、実際のタイヤ/ホイール組立体18(図2−1、図2−2)の中心軸Yを通る子午面内における二次元モデルである。二次元モデルを用いてタイヤ性能を予測する場合には(ステップS106;No)、所定の荷重F、キャンバー角、横力、その他の条件を与えて、得られたタイヤ/ホイール組立体モデル40を用いて、解析部52pがタイヤの諸性能を予測する(ステップS108)。   The tire / wheel assembly model 40 obtained by fitting the tire model 30 to the rim model 20 by the above procedures is the center axis Y of the actual tire / wheel assembly 18 (FIGS. 2-1 and 2-2). It is a two-dimensional model in the meridian plane passing through. When the tire performance is predicted using the two-dimensional model (step S106; No), a predetermined load F, camber angle, lateral force, and other conditions are given, and the obtained tire / wheel assembly model 40 is obtained. Using, the analysis part 52p estimates the various performances of a tire (step S108).

三次元モデルを用いてタイヤ性能を予測する場合には(ステップS106;Yes)、上記各手順によって得られた二次元のタイヤ/ホイール組立体モデル40から三次元のタイヤ/ホイール組立体モデルを作成する。図11は、二次元のタイヤ/ホイール組立体モデルから三次元のタイヤ/ホイール組立体モデルを作成する方法を示す説明図である。図12は、三次元のタイヤ/ホイール組立体モデルの一例を示す斜視図である。   When the tire performance is predicted using the three-dimensional model (step S106; Yes), a three-dimensional tire / wheel assembly model is created from the two-dimensional tire / wheel assembly model 40 obtained by the above procedures. To do. FIG. 11 is an explanatory diagram showing a method of creating a three-dimensional tire / wheel assembly model from a two-dimensional tire / wheel assembly model. FIG. 12 is a perspective view showing an example of a three-dimensional tire / wheel assembly model.

図11に示すように、二次元のタイヤ/ホイール組立体40の中心軸Ytrを基準とした中心角θの領域は、作成した二次元のタイヤ/ホイール組立体モデル40であるとみなす。そして、作成しようとする三次元のタイヤ/ホイール組立体の周方向に向かって、作成した二次元のタイヤ/ホイール組立体モデル40を展開する。これによって、二次元のタイヤ/ホイール組立体モデル40から、三次元のタイヤ/ホイール組立体モデル100(図12参照)を作成することができる。なお、三次元のタイヤ/ホイール組立体モデル100は、タイヤモデル30へ内圧Pを負荷する前(前記ステップS105の前)に作成してもよい。   As shown in FIG. 11, the region of the central angle θ with respect to the central axis Ytr of the two-dimensional tire / wheel assembly 40 is regarded as the created two-dimensional tire / wheel assembly model 40. Then, the created two-dimensional tire / wheel assembly model 40 is developed in the circumferential direction of the three-dimensional tire / wheel assembly to be created. Thus, a three-dimensional tire / wheel assembly model 100 (see FIG. 12) can be created from the two-dimensional tire / wheel assembly model 40. The three-dimensional tire / wheel assembly model 100 may be created before applying the internal pressure P to the tire model 30 (before step S105).

三次元のタイヤ/ホイール組立体モデル100を作成したら(ステップS107)、所定の荷重F、速度、スリップ角、キャンバー角、スリップ率、横力、前後力、その他の条件を与えて、得られたタイヤ/ホイール組立体モデル100を用いて、解析部52pがタイヤの諸性能を予測する(ステップS108)。   When the three-dimensional tire / wheel assembly model 100 was created (step S107), a predetermined load F, speed, slip angle, camber angle, slip ratio, lateral force, longitudinal force, and other conditions were given. Using the tire / wheel assembly model 100, the analysis unit 52p predicts various performances of the tire (step S108).

(変形例1)
次に、タイヤモデルのビード部とリムモデルのリムとを嵌合させる手順の変形例を説明する。図13は、ビード部とリムとを嵌合させる手順の第1変形例を示す説明図である。図13に示す例では、リムモデル20のホイールの中心軸Yrvを、タイヤモデル30のビード部31、32から離れる方向にタイヤの中心軸YtからΔRrだけずらして配置する。そして、リムモデル20のリム半径Rrと、タイヤモデル30のビード半径Rtとは同じ大きさに設定してある。これによって、径方向においてはビード部側嵌合面Sbとリム側嵌合面Srとが所定の間隔ΔRrをもって、かつリム側嵌合面Srとビード部側嵌合面Sbとが対向して配置される。
(Modification 1)
Next, a modified example of the procedure for fitting the bead portion of the tire model and the rim of the rim model will be described. FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a first modification of the procedure for fitting the bead portion and the rim. In the example shown in FIG. 13, the wheel center axis Yrv of the rim model 20 is arranged so as to be shifted from the tire center axis Yt by ΔRr in a direction away from the bead portions 31 and 32 of the tire model 30. The rim radius Rr of the rim model 20 and the bead radius Rt of the tire model 30 are set to the same size. Thereby, in the radial direction, the bead portion side fitting surface Sb and the rim side fitting surface Sr are arranged with a predetermined interval ΔRr, and the rim side fitting surface Sr and the bead portion side fitting surface Sb are arranged to face each other. Is done.

このリムモデル20では、リムモデル20を構成する微小要素のすべての節点Nn-1、Nn、Nn+1・・・の参照節点Nrが、例えば、前記リムモデル20の中心軸Yrv上に設けられる。なお、参照節点Nrは、少なくとも一つ設ければよい。リムモデル20のすべての節点Nn-1、Nn、Nn+1・・・は、参照節点Nrと所定の距離を保っている。そして、参照節点Nrが移動すると、リムモデル20のすべての節点Nn-1、Nn、Nn+1・・・も、前記所定の距離を保って、参照節点Nrとともに移動する。 In the rim model 20, reference nodes Nr of all the nodes N n−1 , N n , N n + 1 ... Of the minute elements constituting the rim model 20 are provided, for example, on the central axis Yrv of the rim model 20. . Note that at least one reference node Nr may be provided. All the nodes N n−1 , N n , N n + 1 ... Of the rim model 20 are kept at a predetermined distance from the reference node Nr. When the reference node Nr moves, all the nodes N n−1 , N n , N n + 1 ... Of the rim model 20 also move together with the reference node Nr while maintaining the predetermined distance.

タイヤモデル30のビード部側嵌合面Sbと、リムモデル20のリム側嵌合面Srとの径方向における位置を合わせる(上記ステップS102)際には、前記ホイールの中心軸Yrvを図13の矢印C方向にΔRrだけ、あるいはそれ以上にずらす。そして、リムモデル20の径(この例ではリム半径だが、リムモデルによっては直径でもよい)を規定の寸法に変化させることによって、前記ホイールの中心軸Yrvとタイヤの中心軸Ytとを一致させ、あるいは、前記ホイールの中心軸Yrvがタイヤの中心軸Ytを超える(Rt>Rr)ようにする。すなわち、前記参照節点を図13の矢印C方向にΔRrだけ、あるいはそれ以上にずらして、前記参照節点の位置をタイヤの中心軸Ytに一致させ、あるいは、前記ホイールの中心軸Yrvがタイヤの中心軸Ytを超える(Rt>Rr)ようにする。これによって、リムモデル20のすべての節点は、図13の矢印C方向に向かってΔRrだけ、あるいはそれ以上移動するので、リムモデル20のリム側嵌合面Srと、タイヤモデル30のビード部側嵌合面Sbとの径方向における位置が一致する。その結果、ビード部側嵌合面Sbとリム側嵌合面Srとの径方向における位置を合わせることができる。   When the positions of the bead portion side fitting surface Sb of the tire model 30 and the rim side fitting surface Sr of the rim model 20 are aligned in the radial direction (step S102), the wheel center axis Yrv is set to the arrow in FIG. Shift in the C direction by ΔRr or more. Then, by changing the diameter of the rim model 20 (in this example, the rim radius, but may be a diameter depending on the rim model) to a predetermined dimension, the wheel center axis Yrv and the tire center axis Yt are made to coincide, or The wheel center axis Yrv is set to exceed the tire center axis Yt (Rt> Rr). That is, the reference node is shifted by ΔRr in the direction of arrow C in FIG. 13 or more so that the position of the reference node coincides with the tire center axis Yt, or the wheel center axis Yrv is the center of the tire. The axis Yt is exceeded (Rt> Rr). Accordingly, all the nodes of the rim model 20 are moved by ΔRr or more in the direction of arrow C in FIG. 13, so that the rim side fitting surface Sr of the rim model 20 and the bead part side fitting of the tire model 30 are fitted. The position in the radial direction coincides with the surface Sb. As a result, the radial positions of the bead portion-side fitting surface Sb and the rim-side fitting surface Sr can be matched.

上述したように、リムモデル20を構成する微小要素のすべての節点に強制変位を与えることにより、リムモデル側嵌合面Srと、ビード部側嵌合面Sbとの径方向における位置を一致させることができる。しかし、前記節点すべてに強制変位を与えるのは、解析上煩雑である。この変形例のように、リムモデル20を構成する微小要素の節点と、これに対応する参照節点との関係を一度設定すれば、その後は前記参照節点の位置を変更するだけで、リムモデル20のすべての節点の位置を一律に変更できるので、好ましい。   As described above, by applying a forced displacement to all the nodes of the minute elements constituting the rim model 20, the rim model side fitting surface Sr and the bead portion side fitting surface Sb can be matched in the radial direction. it can. However, it is complicated in analysis to give a forced displacement to all the nodes. As in this modification, once the relationship between the nodes of the microelements constituting the rim model 20 and the reference nodes corresponding thereto is set once, all of the rim model 20 can be simply changed by changing the position of the reference node. This is preferable because the positions of the nodes can be uniformly changed.

(変形例2)
図14−1、図14−2は、ビード部とリムとを嵌合させる手順の第2変形例を示す説明図である。この変形例は、リムモデルに熱ひずみを付与することにより、前記タイヤモデルのビード部側の嵌合面と、前記リムモデルのリム側の嵌合面との径方向における位置を合わせるものである。次においては、リムモデルが3次元の場合を説明するが、リムモデルが2次元の場合でも、考え方は同様である。
(Modification 2)
FIGS. 14A and 14B are explanatory diagrams illustrating a second modification of the procedure for fitting the bead portion and the rim. FIGS. In this modification, by applying thermal strain to the rim model, the radial positions of the fitting surface on the bead portion side of the tire model and the fitting surface on the rim side of the rim model are matched. In the following, the case where the rim model is three-dimensional will be described, but the concept is the same even when the rim model is two-dimensional.

リムモデル20a及びタイヤモデル30は、いずれも3次元のモデルとして設定されている。図14−1に示すように、リムモデル20aは、リム半径がタイヤモデル30のビード半径よりも小さく設定されている(Rr<Rt)。そして、リムモデル20aのリム側嵌合面Srと、タイヤモデル30のビード部側嵌合面Sbとは、所定の間隔(Rt−Rr)を設けて対向配置されている。なお、ホイールの中心軸Yr、すなわち、リムモデル20aの中心軸と、タイヤの中心軸Ytとは一致している。   Both the rim model 20a and the tire model 30 are set as a three-dimensional model. As illustrated in FIG. 14A, the rim model 20a has a rim radius that is smaller than the bead radius of the tire model 30 (Rr <Rt). The rim-side fitting surface Sr of the rim model 20a and the bead portion-side fitting surface Sb of the tire model 30 are arranged to face each other with a predetermined interval (Rt−Rr). The wheel center axis Yr, that is, the center axis of the rim model 20a and the tire center axis Yt coincide with each other.

変形例2においては、リムモデル20aは、熱膨張係数を予め定義しておき、リムモデル20aに熱ひずみを付与することによって、リム半径を変化させる。ここで、熱ひずみεth=α×(T−T0)である。なお、αは熱膨張係数(線膨張率)、Tはリムモデル20aの現在の温度、T0は熱膨張係数を定義する際の基準温度である。リムモデル20aに熱ひずみを付与するには、上記式から、リムモデル20aが規定のリム径(この例ではリム半径)になるまで、リムモデル20aの温度Tを変化させる。 In the second modification, the rim model 20a defines a thermal expansion coefficient in advance, and changes the rim radius by applying thermal strain to the rim model 20a. Here, the thermal strain ε th = α × (T−T 0 ). Α is a thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient), T is the current temperature of the rim model 20a, and T 0 is a reference temperature when defining the thermal expansion coefficient. In order to apply thermal strain to the rim model 20a, the temperature T of the rim model 20a is changed until the rim model 20a has a specified rim diameter (in this example, a rim radius) from the above formula.

この変形例において、リムモデル20aに対しては、リムモデル20aの断面形状は変更させないで、リムモデル20aの直径のみを変化させるように、異方性を持った熱膨張係数を定義する。この変形例においては、リムモデル20aの幅方向及び径方向における熱膨張係数を0とし、リムモデル20aの周方向(図14−1、図14−2の矢印C方向)における熱膨張係数を定義する(正の熱膨張係数)。これによって、この変形例に係るリムモデル20aは、リムモデル20aの幅方向及び径方向に対しては熱ひずみεthが発生しないが、リムモデル20aの周方向に対しては熱ひずみεthが発生する。 In this modification, an anisotropic thermal expansion coefficient is defined for the rim model 20a so that only the diameter of the rim model 20a is changed without changing the cross-sectional shape of the rim model 20a. In this modification, the thermal expansion coefficient in the width direction and the radial direction of the rim model 20a is set to 0, and the thermal expansion coefficient in the circumferential direction of the rim model 20a (the direction of arrow C in FIGS. 14-1 and 14-2) is defined ( Positive coefficient of thermal expansion). Thus, Rimumoderu 20a according to this modification, with respect to the width direction and the radial direction of the Rimumoderu 20a the thermal strain epsilon th is not generated, the thermal strain epsilon th occurs with respect to the circumferential direction of the Rimumoderu 20a.

上記のように異方性の熱膨張係数を定義したリムモデル20aの温度を上昇させると、リムモデル20aは、その周方向に膨張するが、幅方向及び径方向の大きさ、すなわち断面形状は変化しない。リムモデル20aのリム半径をRrとすると、リムモデル20aの周長Lは、2×π×Rrで表される。したがって、図14−2に示すように、リムモデル20aの温度を上昇させることにより、その周長Lが大きくなるので、リムモデル20aのリム半径Rrが大きくなる。リム半径Rrが規定の寸法になったとき、タイヤモデル30のビード部側嵌合面Sbと、リムモデル20aのリム側嵌合面Srとの径方向における位置が合うことになる。   When the temperature of the rim model 20a in which the anisotropic thermal expansion coefficient is defined as described above is raised, the rim model 20a expands in the circumferential direction, but the size in the width direction and the radial direction, that is, the cross-sectional shape does not change. . When the rim radius of the rim model 20a is Rr, the circumferential length L of the rim model 20a is represented by 2 × π × Rr. Therefore, as shown in FIG. 14-2, by increasing the temperature of the rim model 20a, the circumference L thereof is increased, so that the rim radius Rr of the rim model 20a is increased. When the rim radius Rr becomes a prescribed dimension, the radial positions of the bead portion side fitting surface Sb of the tire model 30 and the rim side fitting surface Sr of the rim model 20a are matched.

この変形例では、リムモデル20aのリム半径を、タイヤモデル30のビード半径よりも小さく設定して、リムモデル20aの温度を上昇させることによって、ビード部側嵌合面Sbとリム側嵌合面Srとの径方向における位置を合わせる。この他に、次のような手順で、ビード部側嵌合面Sbとリム側嵌合面Srとの径方向における位置を合わせてもよい。まず、リムモデル20aのリム半径を、正規のリム半径に設定する。次に、リムモデル20aの温度を低下させて、リムモデル20aのリム半径を、タイヤモデル30のビード半径よりも小さくする。この状態で、タイヤモデル30のビード部側嵌合面Sbとを対向配置する。そして、リムモデル20aの温度を上昇させることによりリムモデル20aの周長を大きくしてリム半径を大きくし、ビード部側嵌合面Sbとリム側嵌合面Srとの径方向における位置を合わせる。   In this modification, by setting the rim radius of the rim model 20a to be smaller than the bead radius of the tire model 30 and increasing the temperature of the rim model 20a, the bead portion side fitting surface Sb and the rim side fitting surface Sr Adjust the position in the radial direction. In addition, the positions in the radial direction of the bead portion-side fitting surface Sb and the rim-side fitting surface Sr may be aligned by the following procedure. First, the rim radius of the rim model 20a is set to a regular rim radius. Next, the temperature of the rim model 20 a is lowered to make the rim radius of the rim model 20 a smaller than the bead radius of the tire model 30. In this state, the bead portion side fitting surface Sb of the tire model 30 is disposed to face the tire model 30. Then, by raising the temperature of the rim model 20a, the circumferential length of the rim model 20a is increased to increase the rim radius, and the bead portion side fitting surface Sb and the rim side fitting surface Sr are aligned in the radial direction.

以上、この実施の形態及びその変形例に係るタイヤ性能の予測方法によれば、少なくとも一部が変形体のリムモデルのリム側嵌合面と、タイヤモデルのビード部側嵌合面とを、所定の間隔を設けて対向配置する。そして、リム側嵌合面とビード部側嵌合面とを、リムモデルあるいはタイヤモデルの径方向において一致させた後、リムモデルに生じている応力又はひずみをリセットしてから嵌合させる。これによって、タイヤモデルのビード部を一旦狭める手順が不要となるとともに、リムとビード部とが嵌合する際におけるビード部の動きを小さくできるので、嵌合後に内圧を負荷する際には、ビード部が急激にリムへ衝突することを防止できる。その結果、リムとビード部とが嵌合する際におけるタイヤの振動の減衰時間を短縮して計算時間を短くできる。そして、計算精度を確保した上で、より効率的にタイヤ性能を予測することができる。   As described above, according to the tire performance prediction method according to this embodiment and the modification thereof, the rim-side fitting surface of the rim model that is at least partially deformed and the bead portion-side fitting surface of the tire model are predetermined. Are arranged opposite to each other. Then, after the rim side fitting surface and the bead portion side fitting surface are matched in the radial direction of the rim model or the tire model, the fitting is performed after resetting the stress or strain generated in the rim model. This eliminates the need to temporarily narrow the bead portion of the tire model and reduces the movement of the bead portion when the rim and the bead portion are fitted together. It is possible to prevent the portion from suddenly colliding with the rim. As a result, the calculation time can be shortened by shortening the damping time of the vibration of the tire when the rim and the bead portion are fitted. In addition, the tire performance can be predicted more efficiently while ensuring the calculation accuracy.

また、少なくとも一部を変形体としてモデル化したリムモデルを用い、かつ、リムモデルあるいはタイヤモデルの径方向において、リム側嵌合面とビード部側嵌合面とを一致させてから、リムモデルに発生する応力又はひずみをリセットする。これによって、リム側嵌合面とビード部側嵌合面とを一致させる際にリムモデルに発生する、リムの径方向に対する大きな変形が解析に与える影響を排除できる。   Also, a rim model that is modeled with at least a part as a deformed body is used, and the rim model is generated in the rim model after matching the rim side fitting surface and the bead portion side fitting surface in the radial direction of the rim model or tire model. Reset stress or strain. As a result, it is possible to eliminate the influence of the large deformation in the rim radial direction, which occurs in the rim model when the rim-side fitting surface and the bead portion-side fitting surface are matched, on the analysis.

また、この実施の形態及びその変形例に係るタイヤ性能の予測方法によれば、リムとビード部との間の大きな滑りを極めて低減できるので、主としてビード部の圧縮変形を取り扱えばよい。その結果、計算精度を確保しつつ、計算の収束性を向上させて全体の解析時間を短縮することができる。特に、収束計算を繰り返し実行する陰解法の場合には、計算時間の短縮に効果的である。   Further, according to the tire performance prediction method according to this embodiment and the modification thereof, a large slip between the rim and the bead portion can be extremely reduced, and therefore, the compression deformation of the bead portion may be mainly handled. As a result, it is possible to improve the convergence of the calculation and to shorten the entire analysis time while ensuring the calculation accuracy. In particular, the implicit method in which the convergence calculation is repeatedly executed is effective in shortening the calculation time.

また、この実施の形態及びその変形例に係るタイヤ性能の予測方法では、所定の間隔を設けて対向配置したリム側嵌合面とビード部側嵌合面とを、リムモデルあるいはタイヤモデルの径方向において一致させてから嵌合させる。これによって、リムがハンプを乗り越えることはないので、リムにハンプが設けられている場合においてもビード部をリムに嵌合させる解析が可能になるとともに、リム上をビード部が滑るという大きな滑りを伴う計算が少なくなるため、計算精度を確保しつつ、計算時間を短縮できる。特に、収束計算を繰り返し実行する陰解法を用いた場合でも、リムにハンプが形成されている場合の解析が可能となる。   Further, in the tire performance prediction method according to this embodiment and its modification, the rim-side fitting surface and the bead portion-side fitting surface that are arranged to face each other with a predetermined interval are arranged in the radial direction of the rim model or the tire model. After matching, the mating is performed. As a result, the rim does not get over the hump, so even when a hump is provided on the rim, it is possible to analyze the bead portion to be fitted to the rim, and a large slip that the bead portion slides on the rim. Since the accompanying calculation is reduced, the calculation time can be shortened while ensuring the calculation accuracy. In particular, even when an implicit method for repeatedly executing convergence calculation is used, an analysis can be performed when a hump is formed on the rim.

(実施例)
この実施例では、本発明に係るタイヤ性能の予測方法及び特許文献1に開示されているシミュレーション方法を用いて、嵌合から内圧の負荷までに要する時間を求めた。手順Aは、特許文献1に開示したシミュレーション方法であり、すべての要素を変形体要素でモデル化した、規定のリム径(この例ではリム半径)のリムモデルを用い、ビード幅をリム幅よりも狭めてからビード幅をリム幅の大きさまで変化させる。そして、ビード部とリムとを嵌合させると同時に内圧を負荷する。ビード幅をリム幅の大きさまで変化させるときのビード部とリムとの摩擦係数は0.01とし、内圧負荷時の摩擦係数も0.01としている。
(Example)
In this example, using the tire performance prediction method according to the present invention and the simulation method disclosed in Patent Document 1, the time required from fitting to internal pressure load was determined. The procedure A is a simulation method disclosed in Patent Document 1, and uses a rim model having a specified rim diameter (in this example, a rim radius) in which all elements are modeled by deformable elements, and the bead width is larger than the rim width. After narrowing, the bead width is changed to the rim width. And an internal pressure is loaded simultaneously with a bead part and a rim being fitted. The friction coefficient between the bead portion and the rim when the bead width is changed to the rim width is 0.01, and the friction coefficient at the time of internal pressure load is also 0.01.

手順Bは、本発明に係るタイヤ性能の予測方法であり、すべての要素を変形体要素でモデル化した、ビード半径よりもリム半径を小さく設定したリムモデルを用い、ビード幅をリム幅に合わせてから、リム半径を規定の寸法に変化させる。そしてビード部とリムとを嵌合させると同時に内圧を負荷する。リム半径を規定の寸法に変化させるときのビード部とリムとの摩擦係数は0.01とし、内圧負荷時の摩擦係数も0.01としている。   Procedure B is a method for predicting tire performance according to the present invention, using a rim model in which all the elements are modeled by deformable elements and the rim radius is set smaller than the bead radius, and the bead width is adjusted to the rim width. Then, the rim radius is changed to a specified dimension. And an internal pressure is loaded simultaneously with a bead part and a rim being fitted. The friction coefficient between the bead portion and the rim when the rim radius is changed to a specified dimension is set to 0.01, and the friction coefficient at the time of internal pressure load is also set to 0.01.

手順Cは、本発明に係るタイヤ性能の予測方法であり、すべての要素を変形体要素でモデル化した、ビード半径よりもリム半径を小さく設定したリムモデルを用い、ビード幅をリム幅に合わせてから、リム半径を規定の寸法に変化させる。そしてビード部とリムとを嵌合させると同時に内圧を負荷している。リム半径を規定の寸法に変化させるときのビード部とリムとの摩擦係数は0.5とし、内圧負荷時の摩擦係数は0.01としている。   Procedure C is a method for predicting tire performance according to the present invention, using a rim model in which all elements are modeled by deformable elements and a rim radius is set smaller than the bead radius, and the bead width is adjusted to the rim width. Then, the rim radius is changed to a specified dimension. The bead portion and the rim are fitted together, and at the same time, an internal pressure is applied. The friction coefficient between the bead portion and the rim when the rim radius is changed to a specified dimension is 0.5, and the friction coefficient at the time of internal pressure load is 0.01.

上記手順A、B、Cを用いて、嵌合から内圧の負荷までに要する時間を求めた結果を表1に示す。計算時間は、比較例1を100とした場合の指数値で示す。また、いずれの例も有限要素法の陰解法を用いた。モデル化したタイヤは、195/65R15のタイヤであり、リムモデルは、15×6JJのホイールのリムをモデル化した。比較例1、3が、特許文献1に開示されたシミュレーション方法によるものであり、実施例1〜3が本発明に係るタイヤ性能の予測方法によるものである。   Table 1 shows the results of obtaining the time required from the fitting to the internal pressure load using the procedures A, B, and C. The calculation time is indicated by an index value when Comparative Example 1 is set to 100. In all cases, the implicit method of the finite element method was used. The modeled tire was a 195 / 65R15 tire, and the rim model was a 15 × 6JJ wheel rim. Comparative Examples 1 and 3 are based on the simulation method disclosed in Patent Document 1, and Examples 1 to 3 are based on the tire performance prediction method according to the present invention.

Figure 0004635668
Figure 0004635668

表1の結果からわかるように、実施例1〜3は、いずれも比較例1、2と比較して計算時間が短くなっている。また、ハンプがある場合、比較例2では計算が不能となっているが、実施例2によれは計算が可能になるとともに、計算時間は比較例1よりも向上している。実施例2の計算時間が実施例1よりも短くなったのは、ハンプによってリムとビード部との滑りが減少したためであると考えられる。また、実施例3に示すように、嵌合時にビード部とリムとの摩擦係数を小さくすることにより、計算時間が短縮されている。   As can be seen from the results in Table 1, the calculation times of Examples 1 to 3 are shorter than those of Comparative Examples 1 and 2. Further, when there is a hump, calculation is impossible in Comparative Example 2, but calculation is possible according to Example 2, and the calculation time is improved as compared with Comparative Example 1. The reason why the calculation time of Example 2 is shorter than that of Example 1 is considered to be that the slip between the rim and the bead portion is reduced by the hump. Further, as shown in the third embodiment, the calculation time is shortened by reducing the friction coefficient between the bead portion and the rim during fitting.

以上のように、本発明に係るタイヤ性能の予測方法及びタイヤ性能の予測用コンピュータプログラム、並びにタイヤ/ホイール組立体モデルの作成方法は、ホイールに装着したタイヤの諸性能を予測する場合に有用であり、特に、タイヤの性能を予測する際の計算時間を短縮することに適している。 As described above, the tire performance prediction method, the tire performance prediction computer program, and the tire / wheel assembly model creation method according to the present invention are useful for predicting various performances of a tire mounted on a wheel. In particular, it is suitable for shortening the calculation time when predicting the performance of the tire.

タイヤ及びホイールのリムを、その中心軸を含む子午面で切った断面を示す一部断面図である。It is a partial cross section figure which shows the cross section which cut the rim | limb of the tire and the wheel with the meridian surface containing the central axis. タイヤ、ホイール及びタイヤ/ホイール組立体の各軸を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows each axis | shaft of a tire, a wheel, and a tire / wheel assembly. タイヤ、ホイール及びタイヤ/ホイール組立体の各軸を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows each axis | shaft of a tire, a wheel, and a tire / wheel assembly. この実施の形態に係るタイヤ性能の予測装置を示す装置構成図である。It is an apparatus block diagram which shows the prediction apparatus of the tire performance which concerns on this embodiment. この実施の形態に係るタイヤ性能の予測装置を示す装置構成図である。It is an apparatus block diagram which shows the prediction apparatus of the tire performance which concerns on this embodiment. この実施の形態に係るタイヤ性能の予測方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the prediction method of the tire performance which concerns on this embodiment. ホイールのリムを微小要素(ソリッド要素)に分割して作成したリムモデルの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the rim | limb model produced by dividing | segmenting the rim | limb of a wheel into a microelement (solid element). タイヤを微小要素に分割して作成したタイヤモデルの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the tire model created by dividing | segmenting a tire into a microelement. この実施の形態に係るリムモデルの径方向における位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position in the radial direction of the rim model which concerns on this embodiment. この実施の形態に係るリムモデルとタイヤモデルとの径方向における位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position in the radial direction of the rim model and tire model which concern on this embodiment. この実施の形態に係るリムモデルとタイヤモデルとの径方向における位置を合わせた状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which match | combined the position in the radial direction of the rim model and tire model which concern on this embodiment. 二次元のタイヤ/ホイール組立体モデルから三次元のタイヤ/ホイール組立体モデルを作成する方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method of producing a three-dimensional tire / wheel assembly model from a two-dimensional tire / wheel assembly model. 三次元のタイヤ/ホイール組立体モデルの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a three-dimensional tire / wheel assembly model. ビード部とリムとを嵌合させる手順の第1変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 1st modification of the procedure which fits a bead part and a rim | limb. ビード部とリムとを嵌合させる手順の第2変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 2nd modification of the procedure which fits a bead part and a rim | limb. ビード部とリムとを嵌合させる手順の第2変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 2nd modification of the procedure which fits a bead part and a rim | limb.

符号の説明Explanation of symbols

1 タイヤ
7 ビードワイヤ
8 ビードフィラ
9 ビード部
10 ホイール
11 リム
12 ハンプ
18 タイヤ/ホイール組立体
20 リムモデル
21、22 リム
23 ハンプ
24 ウェル
30 タイヤモデル
31、32 ビード部
40、100 タイヤ/ホイール組立体モデル
50 タイヤ性能の予測装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tire 7 Bead wire 8 Bead filler 9 Bead part 10 Wheel 11 Rim 12 Hump 18 Tire / wheel assembly 20 Rim model 21, 22 Rim 23 Hump 24 Well 30 Tire model 31, 32 Bead part 40, 100 Tire / wheel assembly model 50 Tire Performance prediction device

Claims (15)

ホイールのリムにタイヤのビード部を嵌合させた状態で性能を予測するにあたり、
前記タイヤと、前記ホイールが備える前記リムとを複数の微小要素に分割して、リム側の嵌合面とビード部側の嵌合面とが対向し、かつ所定の間隔を設けて配置されるように、タイヤモデルと少なくとも一部を変形体としたリムモデルとを作成する手順と、
前記リムモデルの径を規定の寸法に変化させることにより、前記タイヤモデルのビード部側の嵌合面と、前記リムモデルのリム側の嵌合面との径方向における位置を合わせる手順と、
前記リムモデルに生じている応力又はひずみをリセットする手順と、
前記タイヤモデルのビード部を前記リムモデルへ嵌合させる手順と、
を含むことを特徴とするタイヤ性能の予測方法。
In predicting the performance with the tire bead fitted to the wheel rim,
The tire and the rim included in the wheel are divided into a plurality of minute elements, and the fitting surface on the rim side and the fitting surface on the bead portion side are opposed to each other and arranged with a predetermined interval. As described above, a procedure for creating a tire model and a rim model having at least part of a deformed body,
By changing the diameter of the rim model to a specified dimension, the procedure of matching the radial position of the fitting surface on the bead portion side of the tire model and the fitting surface on the rim side of the rim model;
Resetting the stress or strain occurring in the rim model;
A procedure for fitting the bead portion of the tire model to the rim model;
A method for predicting tire performance, comprising:
前記タイヤモデルのビード部を前記リムモデルへ嵌合させる前に、前記タイヤモデルのビード部の幅を変更する手順を含むことを特徴とする請求項1に記載のタイヤ性能の予測方法。   The tire performance prediction method according to claim 1, further comprising a step of changing a width of the bead portion of the tire model before fitting the bead portion of the tire model to the rim model. 前記タイヤモデルのビード部を前記リムモデルへ嵌合させるときに、前記タイヤモデルに内圧を負荷することを特徴とする請求項1又は2に記載のタイヤ性能の予測方法。   The tire performance prediction method according to claim 1 or 2, wherein when the bead portion of the tire model is fitted to the rim model, an internal pressure is applied to the tire model. 前記タイヤモデルのビード部側の嵌合面と、前記リムモデルのリム側の嵌合面との径方向における位置を合わせる手順において、
前記リムモデルを構成する微小要素の各節点、又は前記リムモデルを構成する微小要素の各節点と所定の位置関係にある少なくとも一つの参照節点に、強制変位を与えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤ性能の予測方法。
In the procedure for aligning the radial position of the fitting surface on the bead portion side of the tire model and the fitting surface on the rim side of the rim model,
4. The forced displacement is applied to each node of the minute element constituting the rim model or at least one reference node having a predetermined positional relationship with each node of the minute element constituting the rim model. The tire performance prediction method according to any one of the above.
前記リムモデルに対して予め熱膨張係数を定義しておき、前記タイヤモデルのビード部側の嵌合面と、前記リムモデルのリム側の嵌合面との径方向における位置を合わせる際には、前記リムモデルに熱ひずみを付与することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤ性能の予測方法。   The thermal expansion coefficient is defined in advance for the rim model, and when the radial position of the fitting surface on the bead portion side of the tire model and the fitting surface on the rim side of the rim model is matched, The tire performance prediction method according to claim 1, wherein thermal strain is applied to the rim model. 前記熱膨張係数は異方性を持ち、前記リムモデルに熱ひずみを付与すると、前記リムモデルの周方向のみが変形することを特徴とする請求項5に記載のタイヤ性能の予測方法。   The tire performance prediction method according to claim 5, wherein the thermal expansion coefficient has anisotropy, and when a thermal strain is applied to the rim model, only a circumferential direction of the rim model is deformed. 前記熱膨張係数は、前記リムモデルの幅方向及び径方向には熱ひずみが発生しないように定義することを特徴とする請求項5又は6に記載のタイヤ性能の予測方法。   The method for predicting tire performance according to claim 5 or 6, wherein the thermal expansion coefficient is defined such that thermal strain does not occur in a width direction and a radial direction of the rim model. 前記リムモデルには、ハンプが設けられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のタイヤ性能の予測方法。   The tire method prediction method according to claim 1, wherein the rim model is provided with a hump. 前記タイヤモデルのビード部側の嵌合面と前記リムモデルのリム側の嵌合面との径方向における位置を合わせるときにおける、前記タイヤモデルのビード部と前記リムモデルのリムとの間の第1の摩擦係数を、
前記タイヤモデルのビード部を前記リムモデルへ嵌合させるときにおける、前記タイヤモデルのビード部と前記リムモデルのリムとの間の第2の摩擦係数よりも大きくすることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のタイヤ性能の予測方法。
A first gap between the bead portion of the tire model and the rim of the rim model when the radial positions of the fitting surface on the bead portion side of the tire model and the fitting surface on the rim side of the rim model are aligned. Friction coefficient
The first friction coefficient between the bead portion of the tire model and the rim of the rim model when the bead portion of the tire model is fitted to the rim model. The tire performance prediction method according to any one of the above.
前記第1の摩擦係数は、0.1以上1.0以下であり、前記第2の摩擦係数は、0.01以上0.4以下であることを特徴とする請求項9に記載のタイヤ性能の予測方法。   The tire performance according to claim 9, wherein the first friction coefficient is 0.1 or more and 1.0 or less, and the second friction coefficient is 0.01 or more and 0.4 or less. Prediction method. 前記タイヤモデルのビード部を前記リムモデルへ嵌合させた後における、前記タイヤモデルのビード部と前記リムモデルのリムとの間の第3の摩擦係数を、
前記タイヤモデルのビード部を前記リムモデルへ嵌合させるときにおける、前記タイヤモデルのビード部と前記リムモデルのリムとの間の第2の摩擦係数よりも大きくすることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のタイヤ性能の予測方法。
A third coefficient of friction between the bead portion of the tire model and the rim of the rim model after the bead portion of the tire model is fitted to the rim model,
11. The first friction coefficient between the bead portion of the tire model and the rim of the rim model when the bead portion of the tire model is fitted to the rim model. The tire performance prediction method according to any one of the above.
前記第3の摩擦係数は、0.5以上2.0以下であることを特徴とする請求項11に記載のタイヤ性能の予測方法。   The tire performance prediction method according to claim 11, wherein the third friction coefficient is not less than 0.5 and not more than 2.0. 請求項1〜12のいずれか1項に記載のタイヤ性能の予測方法をコンピュータに実行させることを特徴とするタイヤ性能の予測用コンピュータプログラム。   A computer program for predicting tire performance, which causes a computer to execute the method for predicting tire performance according to any one of claims 1 to 12. 微小要素に分割されるとともに、リム側の嵌合面とビード部側の嵌合面とが対向し、かつ所定の間隔をもって配置されるように設定されるタイヤモデル、及び少なくとも一部が変形体のリムモデル作成する手順と
前記リムモデルの径を規定の寸法に変化させることにより、前記タイヤモデルのビード部側の嵌合面と前記リムモデルのリム側の嵌合面との径方向における位置を合わせてから、前記リムモデルに生じている応力又はひずみをリセットした後、前記タイヤモデルのビード部を前記リムモデルへ嵌合させる手順と、
を含むことを特徴とするタイヤ/ホイール組立体モデルの作成方法
A tire model that is divided into minute elements and that is set so that the fitting surface on the rim side and the fitting surface on the bead portion side are opposed to each other and arranged at a predetermined interval, and at least a part of the tire model is deformed To create a rim model of
By changing the diameter of the rim model to a specified dimension, the radial position of the fitting surface on the bead portion side of the tire model and the fitting surface on the rim side of the rim model is matched, and then the rim model is generated in the rim model. after resetting stress or strain in which, the procedure Ru bead portion of the tire model fitted to the Rimumoderu,
A method for creating a tire / wheel assembly model , comprising:
前記リムモデルには、ハンプけることを特徴とする請求項14に記載のタイヤ/ホイール組立体モデルの作成方法Wherein the Rimumoderu, how to create a tire / wheel assembly model according to claim 14, wherein the kick set the hump.
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