JP5286961B2 - Data array changing method and data array changing computer program - Google Patents
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Description
本発明は、コンピュータを用いた構造物のシミュレーションにおいて、得られたデータを並べ替えることに関する。 The present invention relates to rearranging obtained data in a simulation of a structure using a computer.
コンピュータを用いたシミュレーションによって構造物の性能を評価し、これに基づいて構造物を設計する手法が提案され、実用化されてきている。例えば、特許文献1や特許文献2には、有限要素法を用いてタイヤを複数の要素に分割したタイヤモデルを作成し、これを用いてタイヤの性能をシミュレーションする方法が開示されている。
A method of evaluating the performance of a structure by simulation using a computer and designing the structure based on the evaluation has been proposed and put into practical use. For example,
シミュレーションが終了した後は、タイヤモデルを構成する各要素からタイヤの性能を評価するための情報、例えば、張力や変位等の物理量を抽出する。この場合、例えば、カーカスやベルト等のコード材料において、前記物理量の分布をコード材料の延在方向に向かって評価する場合等のように、評価の便宜上、要素の配列順に前記物理量を取得し、配列する要請がある。 After the simulation is completed, information for evaluating the performance of the tire, for example, physical quantities such as tension and displacement, is extracted from each element constituting the tire model. In this case, for example, in a cord material such as a carcass or a belt, the physical quantity is acquired in the arrangement order of elements for convenience of evaluation, as in the case of evaluating the distribution of the physical quantity toward the extending direction of the cord material, There is a request to arrange.
これまで、このようなデータの配列の変更は、タイヤモデルに代表される構造物の解析モデルの幾何学情報に基づいて、抽出された物理量等を作業者がマニュアル操作によって配列し直しており、作業に手間を要していた。特許文献1、2には、この点について開示されておらず、簡易にデータの配列を変更することについては改善の余地がある。
Until now, the change in the arrangement of such data has been done by the operator manually rearranging the extracted physical quantities etc. based on the geometric information of the analysis model of the structure represented by the tire model, It took time and effort.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コンピュータを用いた構造物のシミュレーションにおいて、得られたデータを並べ替える際の手間を低減することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at reducing the effort at the time of rearranging the obtained data in the simulation of the structure using a computer.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るデータ配列変更方法は、性能を評価する対象の構造物を複数の節点で構成される複数個の要素に分割して、コンピュータで解析可能な解析モデルを作成する解析モデル作成手順と、複数個の前記要素から、前記構造物の性能を評価する性能評価情報を取得する対象である情報取得対象要素を設定する要素設定手順と、前記情報取得対象要素を構成する前記節点のうち、既に前記性能評価情報を取得済みの情報取得済要素に含まれない節点を共有する隣接要素を抽出する要素抽出手順と、前記情報取得対象要素から前記性能評価情報を取得するとともに、前記性能評価情報を取得した後の前記情報取得対象要素を前記情報取得済要素とする情報取得手順と、前記隣接要素を新たな前記情報取得対象要素に設定する対象要素変更手順と、を含み、前記要素抽出手順と、前記情報取得手順と、前記対象要素変更手順とを所定の終了条件まで繰り返し、抽出された複数の前記性能評価情報を、取得された順に並べることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a data array changing method according to the present invention divides a structure to be evaluated for performance into a plurality of elements composed of a plurality of nodes, and a computer. An analysis model creation procedure for creating an analysis model that can be analyzed by the method, an element setting procedure for setting an information acquisition target element that is a target for acquiring performance evaluation information for evaluating the performance of the structure from a plurality of the elements, and An element extraction procedure for extracting adjacent elements that share nodes that are not included in the information acquired element that has already acquired the performance evaluation information, among the nodes constituting the information acquisition target element; and the information acquisition target element And obtaining the performance evaluation information from the information acquisition procedure, the information acquisition target element after acquiring the performance evaluation information as the information acquisition element, and the adjacent element as a new previous A target element change procedure to be set as an information acquisition target element, and repeats the element extraction procedure, the information acquisition procedure, and the target element change procedure until a predetermined end condition, and a plurality of extracted performance evaluations The information is arranged in the order of acquisition.
本発明の望ましい態様としては、前記データ配列変更方法において、複数個の前記要素から、前記性能評価情報の抽出を開始する起点となる要素を設定するとともに、前記起点となる要素の性能評価情報を抽出する起点要素設定手順を備えることが好ましい。 As a desirable mode of the present invention, in the data array changing method, an element as a starting point for starting extraction of the performance evaluation information is set from a plurality of the elements, and the performance evaluation information of the element as the starting point is set. It is preferable to provide a starting element setting procedure for extraction.
本発明の望ましい態様としては、前記データ配列変更方法において、前記要素が2節点で構成される場合、前記要素抽出手順においては、前記情報取得対象要素を構成する前記節点のうち、既に前記性能評価情報を取得した前記要素である情報取得済要素に含まれる節点を含まない点を共有する隣接要素を抽出することが好ましい。 As a desirable aspect of the present invention, in the data array changing method, when the element is composed of two nodes, the element extraction procedure has already performed the performance evaluation among the nodes constituting the information acquisition target element. It is preferable to extract adjacent elements that share points that do not include nodes included in the information acquired element that is the element from which information has been acquired.
本発明の望ましい態様としては、前記データ配列変更方法において、前記要素が4節点又は8節点で構成される場合、前記要素抽出手順においては、前記情報取得対象要素を構成する前記節点のうち、既に前記性能評価情報を取得した前記要素である情報取得済要素に含まれる面を構成する節点を含まない面を共有する隣接要素を抽出することが好ましい。 As a desirable aspect of the present invention, in the data array changing method, when the element is composed of 4 nodes or 8 nodes, in the element extraction procedure, among the nodes constituting the information acquisition target element, It is preferable to extract an adjacent element that shares a surface that does not include a node constituting a surface included in the information acquired element that is the element from which the performance evaluation information has been acquired.
本発明の望ましい態様としては、前記データ配列変更方法において、前記性能評価情報が取得される前記要素は、同じ種類の材料であることが好ましい。 As a desirable aspect of the present invention, in the data array changing method, the elements from which the performance evaluation information is acquired are preferably the same type of material.
本発明の望ましい態様としては、前記データ配列変更方法において、前記要素抽出手順において前記隣接要素が抽出されなかった場合、前記繰り返しを終了することが好ましい。 As a desirable mode of the present invention, in the data arrangement changing method, it is preferable to end the repetition when the adjacent element is not extracted in the element extraction procedure.
本発明の望ましい態様としては、前記データ配列変更方法において、前記構造物はタイヤであり、前記情報取得対象要素は、前記タイヤのコード材料に相当するものであることが好ましい。 As a desirable mode of the present invention, in the data arrangement changing method, it is preferable that the structure is a tire and the information acquisition target element corresponds to a cord material of the tire.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るデータ配列変更用コンピュータプログラムは、前記データ配列変更方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a computer program for changing data arrangement according to the present invention causes a computer to execute the data arrangement changing method.
本発明は、コンピュータを用いた構造物のシミュレーションにおいて、得られたデータを並べ替える際の手間を低減できる。 The present invention can reduce the trouble of rearranging the obtained data in the simulation of the structure using a computer.
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。本発明は、コンピュータを用いて構造物の性能を評価するシミュレーションに対して適用でき、構造物はタイヤに限定されるものではない。以下においては、構造物としてタイヤを例とする。本発明をタイヤに適用する場合、空気入りタイヤに限られず、タイヤ全般に対して本発明を適用できる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following description. In addition, constituent elements in the following description include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range. The present invention can be applied to a simulation for evaluating the performance of a structure using a computer, and the structure is not limited to a tire. In the following, a tire is taken as an example of the structure. When the present invention is applied to a tire, the present invention is not limited to a pneumatic tire but can be applied to all tires.
本実施例は、コンピュータを用いた構造物のシミュレーション(数値解析)において、シミュレーション、すなわち解析が終了した後における構造物の解析モデルにおいて、構造物の性能を評価する物理量等の性能評価情報をこれから取得する情報取得対象要素を構成する節点のうち、既に性能評価情報を取得済みの情報取得済要素に含まれない節点を共有する隣接要素を抽出することにより、性能を評価する対象の構造体(例えばタイヤのカーカスやベルト等)における複数の要素の配列順に、前記構造体を構成する要素の物理量を配列する点に特徴がある。以下において、節点、辺、面を共有するとは、解析モデル(本実施例ではタイヤモデル)を作成する際に設定される節点、辺、面の座標、又は節点番号、辺番号、面番号が一致することをいう。 In this embodiment, in the simulation (numerical analysis) of a structure using a computer, performance evaluation information such as a physical quantity for evaluating the performance of the structure in the simulation, that is, the analysis model of the structure after the analysis is completed Among the nodes constituting the information acquisition target element to be acquired, by extracting adjacent elements that share nodes that are not included in the information acquired element that has already acquired the performance evaluation information, the structure of the target for which performance is evaluated ( For example, the physical quantity of the elements constituting the structure is arranged in the arrangement order of a plurality of elements in a carcass or a belt of a tire). In the following, sharing a node, side, or surface means that the node, side, or surface coordinates or the node number, side number, or surface number set when creating the analysis model (tire model in this embodiment) match. To do.
図1は、タイヤの子午断面を示す断面図である。子午断面とは、タイヤの回転軸(Y軸)と平行かつ前記回転軸を含む平面でタイヤ1を切ったときの断面である。タイヤ1の子午断面には、カーカス2、ベルト3、ベルトカバー4、ビードコア5が現れている。タイヤ1は、母材であるゴムを、強化材であるカーカス2、ベルト3、あるいはベルトカバー4等の補強コードによって補強した複合材料の構造体である。ここで、カーカス2、ベルト3、ベルトカバー4等の、金属繊維や有機繊維等のコード材料で構成される層を、コード層という。
FIG. 1 is a sectional view showing a meridional section of a tire. The meridional section is a section when the
カーカス2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部材であり、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ようになっている。ベルト3は、キャップトレッドとカーカス2との間に配置されたゴム引きコードを束ねた補強コードの層である。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3は形状保持及び強度部材として重要な役割を担っている。
The
ベルト3の接地面9側には、ベルトカバー4が配置されている。ベルトカバー4は、例えば有機繊維材料を層状に配置したものであり、ベルト3の保護層としての役割や、ベルト3の補強層としての役割を持つ。ビードコア5は、内圧によってカーカス2に発生するコード張力を支えているスチールワイヤの束である。ビードコア5は、カーカス2、ベルト3、ベルトカバー4及びトレッドとともに、タイヤ1の強度部材となる。
A belt cover 4 is disposed on the
タイヤ1の接地面9側には、溝7が形成される。これによって、雨天走行時の排水性を向上させる。溝7でタイヤ1の表面側に配置されるゴムを区画することで、陸部6が形成される。また、溝7で構成される模様をトレッドパターンという。タイヤ1の側部はサイドウォール8と呼ばれており、ビードコア5と接地面9との間を接続する。また、接地面9とサイドウォール8との間はショルダー部Shである。
A
図2−1は、タイヤのカーカスを複数の節点で構成される線要素で解析モデル化した模式図である。図2−2、図2−3は、図2−1に示すカーカスの解析モデルを構成する節点の張力を示す図である。タイヤの性能をシミュレーションにより評価する際には、評価対象とするタイヤをコンピュータで解析可能な解析モデルで近似して、転動シミュレーションや変形シミュレーションを実行する。転動シミュレーションや変形シミュレーションによって得られた結果を評価する場合、例えば、シミュレーションを実行した後におけるタイヤモデルの各要素から、応力や張力、あるいはひずみ等の物理量QPを取得し、物理量QPの分布図を作成する。 FIG. 2A is a schematic diagram in which the tire carcass is analytically modeled with line elements composed of a plurality of nodes. FIGS. 2-2 and 2-3 are diagrams showing the tension of the nodes constituting the carcass analysis model shown in FIG. When evaluating the performance of a tire by simulation, the tire to be evaluated is approximated by an analysis model that can be analyzed by a computer, and rolling simulation or deformation simulation is executed. When evaluating the results obtained by rolling simulation or deformation simulation, for example, a physical quantity QP such as stress, tension, or strain is obtained from each element of the tire model after the simulation is executed, and a distribution diagram of the physical quantity QP is obtained. Create
例えば、図2−1に示すカーカス2は、節点N1〜N14で構成される13の線要素で解析モデル化されている。カーカス2を構成する要素の要素番号(EL_ID)は、タイヤモデルの赤道面CC側からカーカス2の延在方向に向かって、101、543、755、651、559、211、356、421、263、109、445、622、776となる。転動シミュレーションや変形シミュレーションが終了した後の物理量QPもこの順に抽出されていれば、物理量QPの分布図を作成する際に物理量QPの並べ替えは不要である。
For example, the
しかし、一般に、カーカス2やベルト3等の延在方向におけるカーカス2やベルト3等を構成する要素の配列順序と、それぞれの要素の物理量が抽出される順序とは一致しない。特に、タイヤモデルの作成において、自動的に要素を生成するコンピュータプログラムを用いると、要素番号は前記コンピュータプログラムに依存するので、要素番号を順番に付して連続した構造体として取り扱いやすくすることが困難となる。
However, in general, the arrangement order of the elements constituting the
その結果、図2−2に示すような順序で抽出された物理量QPを、図2−3に示すように、カーカス2を構成する要素の配列順序通りに並べ替える必要がある。特に、カーカス2やベルト3等のようなコード材料の構造体は、複数の要素を連続して取り扱う方が、評価の効率等を考慮すると好ましい。
As a result, it is necessary to rearrange the physical quantities QP extracted in the order as shown in FIG. 2-2 according to the arrangement order of the elements constituting the
これまでは、図2−2のような形態で抽出された物理量QPを、作業者がマニュアル操作で並べ替えていたため、作業負荷が大きく、並べ替えに長時間を要していた。これは、特に、並べ替えの対象となる要素の数が多くなるほど顕著になる。本実施例では、後述するデータ配列を変更する手法により、この作業の負担を軽減する。まず、本実施例に係るデータ配列変更方法を実行する装置について説明する。 Until now, the physical quantity QP extracted in the form as shown in FIG. 2-2 has been rearranged manually by the operator, so the workload is large and the rearrangement takes a long time. This becomes more remarkable as the number of elements to be rearranged increases. In the present embodiment, the burden of this work is reduced by a method of changing the data arrangement described later. First, an apparatus for executing the data array changing method according to the present embodiment will be described.
図3は、本実施例に係るタイヤ性能評価装置の構成を示す説明図である。図3に示すタイヤ性能評価装置50が、タイヤの数値シミュレーションを実行するとともに、本実施例に係るデータ配列変更方法を実行する。タイヤ性能評価装置50は、処理部50pと記憶部50mとを備えて構成される。処理部50pと記憶部50mとは、入出力部(I/O)59を介して接続される。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a configuration of the tire performance evaluation apparatus according to the present embodiment. A tire
処理部50pは、モデル作成部51と、解析部52と、要素抽出部53と、性能評価情報取得部54と、条件判定部55と、データ配列変更部56とを含んで構成される。モデル作成部51と、解析部52と、要素抽出部53と、性能評価情報取得部54と、条件判定部55と、データ配列変更部56とは入出力部59に接続されており、相互にデータをやり取りできるように構成されている。
The processing unit 50p includes a model creation unit 51, an
モデル作成部51は、評価対象であるタイヤの解析モデル(タイヤモデル)を作成する。解析部52は、モデル作成部51によって作成されたタイヤモデルに対して転動解析や変形解析等を実行する。要素抽出部53は、タイヤ(構造物)の性能を評価するための情報を取得するタイヤモデル(解析モデル)要素を抽出する。性能評価情報取得部54は、要素抽出部53によって抽出された要素から、タイヤ(構造物)の性能を評価するための情報を取得して、記憶部50mへ格納する。条件判定部55は、要素の抽出及びタイヤの性能を評価するための情報の抽出を継続するか否かの判定をする。データ配列変更部56は、取得された性能を評価するための情報を取得された順に並べる。
The model creation unit 51 creates an analysis model (tire model) of the tire to be evaluated. The
入出力部59には、端末装置60が接続されており、タイヤの数値シミュレーション、すなわちタイヤの転動解析や変形解析等を実行するために必要なデータ、例えば、タイヤ1を構成するゴムの物性値やコード材料の物性値、あるいは転動解析や変形解析等における境界条件や走行条件等を、端末装置60に接続された入力装置61によってタイヤ性能評価装置50へ与える。入出力部59は、タイヤ性能評価装置50からタイヤ評価データを受け取り、端末装置60に接続された表示装置62にタイヤモデルを表示する。また、入出力部59は、本実施例に係るデータ配列変更方法によって並べ替えられたタイヤの性能を評価するための情報や、その分布図等を表示装置62に表示したりする。さらに、入出力部59には、ネットワーク63を介して、各種データサーバー641、642等が接続されている。そして、本実施例に係るデータ配列変更方法を実行するにあたっては、処理部50pが各種データサーバー641、642等内に格納されている各種データベースを利用できるように構成される。
A terminal device 60 is connected to the input /
記憶部50mには、本実施例に係るデータ配列変更方法(詳細は後述する)やタイヤの解析方法、あるいはタイヤの設計方法等を処理部50pに実行させるためのコンピュータプログラムや、各種データサーバー641、642等から取得した、材料物性等のデータ、タイヤモデルを構成する要素や節点の情報(座標、材料定数や要素や節点の識別情報等)が格納されている。なお、材料物性等のデータは、タイヤの転動解析や変形解析等を実行する際に用いる。ここで、記憶部50mは、RAM(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成できる。また、処理部50pは、メモリ及びCPU(Central Processing Unit)により構成できる。また、記憶部50mは、処理部50p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、上記タイヤ性能評価装置50は、通信により端末装置60から処理部50pや記憶部50mにアクセスするものであってもよい。
The
上記コンピュータプログラムは、処理部50pが備えるモデル作成部51や解析部52、あるいは要素抽出部53等へ既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、本実施例に係るデータ配列変更方法の処理手順を実現できるものであってもよい。また、このタイヤ性能評価装置50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を用いて、処理部50pが備えるモデル作成部51、解析部52、要素抽出部53、性能評価情報取得部54、条件判定部55及びデータ配列変更部56の機能を実現するものであってもよい。次に、このタイヤ性能評価装置50を用いて、本実施例に係るデータ配列変更方法を実現する手順を説明する。
The above computer program is combined with a computer program already recorded in the model creation unit 51, the
図4は、本実施例に係るデータ配列変更方法の手順を示すフローチャートである。図5は、タイヤモデルの全体を示す斜視図である。図6、図7は、図5に示すタイヤモデルの子午断面の一部を示す一部断面図である。図8〜10は、タイヤの性能を評価するための情報を取得する要素を抽出する手法を示す模式図である。本実施例に係るデータ配列変更方法は、コンピュータを用いた数値シミュレーションによってタイヤの性能を評価したり、タイヤを設計したりする際に用いられる。 FIG. 4 is a flowchart illustrating the procedure of the data arrangement changing method according to the present embodiment. FIG. 5 is a perspective view showing the entire tire model. 6 and 7 are partial cross-sectional views showing a part of the meridian cross section of the tire model shown in FIG. FIGS. 8-10 is a schematic diagram which shows the method of extracting the element which acquires the information for evaluating the performance of a tire. The data arrangement changing method according to the present embodiment is used when the performance of a tire is evaluated or the tire is designed by a numerical simulation using a computer.
ステップS101において、まず、タイヤ性能評価装置50が備える処理部50pのモデル作成部51は、評価対象であるタイヤから、このタイヤの解析モデルであるタイヤモデル10(図5参照)を作成する。このステップS101が、解析モデル作成手順に相当する。本実施例において、タイヤモデル10は、有限要素法や有限差分法等の数値解析手法を用いて、転動解析や変形解析等を行うために用いるモデルで、コンピュータで解析可能なモデルであり、数学的モデルや数学的離散化モデルを含む。なお、タイヤモデル10に対して転動解析や変形解析等を実行する場合、タイヤモデル10と接触させる路面モデルをステップS101で作成してもよい。路面モデルは、タイヤモデル10と同様に作成される。
In step S101, first, the model creation unit 51 of the processing unit 50p included in the tire
本実施例では、タイヤモデル10の転動解析や変形解析等に用いる解析手法として、有限要素法(Finite Element Method:FEM)を使用する。なお、本実施例に係るデータ配列変更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 Difference Method:FDM)等も使用できる。また、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。なお、有限要素法は、構造解析に適した解析手法なので、特にタイヤのような構造物に対して好適に適用できる。
In this embodiment, a finite element method (FEM) is used as an analysis method used for rolling analysis, deformation analysis, or the like of the
ステップS101において、モデル作成部51は、性能を評価する対象であるタイヤを図6や図7に示す複数の節点11Nで構成される有限個の要素10E1、10E2、・・・10Enに分割して、図5に示すタイヤモデル10を作成する。本実施例において、タイヤモデル10は、図5に示すような3次元形状とするが、タイヤモデル10は3次元形状に限定されるものではない。解析の種類によっては、タイヤモデルを、タイヤの子午断面形状及び子午断面内の構造を解析モデル化した2次元モデルとしてもよい。
In step S101, the model creation unit 51 divides the tire whose performance is to be evaluated into a finite number of elements 10E1, 10E2,... 10En composed of a plurality of
タイヤモデル10を構成する要素には、例えば2次元平面では線要素、四辺形要素、3次元体では4面体ソリッド要素、5面体ソリッド要素、6面体ソリッド要素等のソリッド要素や三角形シェル要素、4角形シェル要素等のシェル要素、面要素等、コンピュータで用い得る要素とすることが望ましい。このようにして分割された要素は、解析の過程においては、3次元モデルでは3次元座標を用いて、2次元モデルでは2次元座標を用いて逐一特定される。
Elements constituting the
図6に示すタイヤモデル10は、子午断面内において、1要素が2節点で構成される線要素でタイヤモデル10のカーカス2を構成したものである。また、図7に示すタイヤモデル10は、子午断面内において、1要素が4節点で構成されるソリッド要素(面要素)でタイヤモデル10のカーカス2を構成したものである。
The
ステップS101において、解析モデルであるタイヤモデル10を作成したら、ステップS102へ進む。ステップS102において、タイヤ性能評価装置50が備える処理部50pの解析部52は、作成されたタイヤモデル10に対して転動解析や変形解析等を実行する。これによって、タイヤモデル10の構成要素であるカーカス2やベルト3等が荷重を受けたり変形したりする。解析後におけるカーカス2やベルト3等の張力や変位量等の物理量を、タイヤの性能を評価するための情報(性能評価情報)として取得し、タイヤの性能を評価する。
If the
本実施例では、カーカス2の張力や変位等を評価する場合、カーカス2を構成する要素から性能評価情報を取得する。性能評価情報としては、例えば、張力やひずみ、変位等の物理量の他、要素を特定するための情報である前記要素を構成する節点の座標の情報も含まれる。上述したように、カーカス2やベルト3の張力やひずみを評価する場合には、カーカス2等を構成する要素が配列される順に張力やひずみ等が配列されることが好ましい。本実施例に係るデータ配列変更方法では、次に説明する手法によって、簡易にカーカス2等を構成する要素が配列される順に張力やひずみ等の物理量、すなわち性能評価情報を配列する。次においては、カーカス2を例として本実施例に係るデータ配列変更方法を説明する。
In this embodiment, when evaluating the tension, displacement, etc. of the
本実施例に係るデータ配列変更方法では、タイヤモデル10のカーカス2を構成するある要素を起点として、カーカス2が延在する方向に向かって配列されるそれぞれの要素の性能評価情報を取得し、前記要素の配列順に並べる。例えば、図6、図7に示すタイヤモデル10の赤道面CCに存在する要素10Esを起点として、カーカス2が延在する方向に向かって順番に、端部の要素10Eeまで、それぞれの要素から性能評価情報を取得する。このため、本実施例に係るデータ配列変更方法では、まず、ステップS103において、性能評価情報の抽出を開始する起点となる要素である起点要素を設定する。
In the data arrangement changing method according to the present embodiment, starting from a certain element constituting the
図6、図7に示す例では、タイヤモデル10の赤道面CCに存在する要素10Esが起点要素となる。起点要素は、タイヤモデル10の対称中心の要素(例えば、赤道面CCに存在する要素)や、カーカス2やベルト3のようなタイヤを構成する構造体の端部に存在する要素とすることが好ましい。例えば、起点要素の情報(座標、ID等)は、タイヤ性能評価装置50の記憶部50mに予め格納しておいてもよい。また、作業者のマニュアル操作によって入力装置61から起点要素の情報を記憶部50mに格納することで、起点情報を設定してもよい。
In the example shown in FIGS. 6 and 7, the
起点要素を設定するにあたっては、構造体から性能評価情報を取得する方向も設定することが好ましい。例えば、構造体がカーカス2である場合、起点要素からカーカス2の延在方向に向かってカーカスを構成する要素の性能評価情報を取得する。起点要素が構造体、すなわちカーカス2の端部に存在する場合、カーカス2が延在する方向は1方向なので、構造体から性能評価情報を取得する方向は一義的に決定される。この場合、例えば、カーカス2の延在方向に存在する、起点要素の節点や面が特定されるので、前記節点や面の方向に隣接する要素を順次抽出し、抽出された要素の性能評価情報を取得する。
In setting the starting element, it is preferable to set the direction in which the performance evaluation information is acquired from the structure. For example, when the structure is the
また、起点要素が構造体、すなわちカーカス2の途中に存在する場合、カーカス2が延在する方向は2方向になり、構造体から性能評価情報を取得する方向は一義的に決定されない。この場合、例えば、起点要素の節点や面のうち、構造体から性能評価情報を取得する方向に存在するものを指定する。そして、前記節点や面の方向に隣接する要素を順次抽出し、抽出された要素の性能評価情報を取得する。
When the starting element is present in the middle of the structure, that is, the
起点要素が設定されたら、ステップS104へ進み、タイヤ性能評価装置50が備える処理部50pの性能評価情報取得部54は、設定された起点要素(例えば、図6、図7の要素10Es)から性能評価情報(例えば張力)を取得して、記憶部50mへ格納する。ステップS103、ステップS104が、起点要素設定手順に相当する。
When the starting point element is set, the process proceeds to step S104, and the performance evaluation information acquisition unit 54 of the processing unit 50p included in the tire
次に、ステップS105へ進み、モデル作成部51は、カーカス2を構成する複数個の要素から、性能評価情報を取得する対象である情報取得対象要素を設定する。このステップS105が、要素設定手順に相当する。ステップS105においては、起点要素の次に性能評価情報を取得する要素を、情報取得対象要素として設定する。例えば、起点要素がカーカス2を構成する複数の要素の途中に存在する場合、起点要素を基準とすると、カーカス2の延在方向は2方向存在するが、そのうちの一方向に向かってカーカス2を構成する複数の要素から性能評価情報を取得する。
Next, it progresses to step S105 and the model preparation part 51 sets the information acquisition object element which is the object which acquires performance evaluation information from the several element which comprises the
したがって、起点要素に隣接し、かつ、性能評価情報を取得する方向(カーカス2の延在方向のうちの一方向)側に存在する要素が、起点要素の次に性能評価情報を取得する要素となる。具体的には、起点要素の性能評価情報を取得する方向側の節点を共有する要素が、起点要素の次に性能評価情報を取得する要素となる。モデル作成部51は、記憶部50mに格納されているタイヤモデル10の節点や要素の情報(座標等の位置情報や要素や節点の識別情報)を取得して、起点要素の性能評価情報を取得する方向側に隣接する要素を抽出し、節点の座標や、節点や要素の識別情報等を記憶部50mに格納する。
Therefore, an element that is adjacent to the starting element and that is on the side in which the performance evaluation information is acquired (one direction of the extending direction of the carcass 2) is an element that acquires the performance evaluation information next to the starting element. Become. Specifically, the element sharing the node on the direction side in which the performance evaluation information of the starting element is acquired is the element that acquires the performance evaluation information next to the starting element. The model creation unit 51 obtains node and element information (position information such as coordinates and element and node identification information) of the
また、起点要素がカーカス2の端部である場合、起点要素を基準とすると、カーカス2の延在方向は1方向のみとなる。この場合、起点要素からカーカス2の延在方向に向かってカーカス2を構成する複数の要素から性能評価情報を取得する。したがって、起点要素に隣接し、かつ、性能評価情報を取得する方向、すなわちカーカス2の延在方向側に存在する要素が、起点要素の次に性能評価情報を取得する要素となる。
Further, when the starting point element is an end portion of the
具体的には、起点要素の性能評価情報を取得する方向、すなわちカーカス2の延在方向側の節点を共有する要素が、起点要素の次に性能評価情報を取得する要素となる。モデル作成部51は、記憶部50mに格納されているタイヤモデル10の節点や要素の情報(座標等の位置情報や要素や節点の識別情報)を取得して、起点要素のカーカス2の延在方向側に隣接する要素を抽出し、節点の座標や、節点や要素の識別情報等を記憶部50mに格納する。
Specifically, the direction in which the performance evaluation information of the starting point element is acquired, that is, the element sharing the node on the extending direction side of the
本実施例では、情報取得対象要素を基準として、性能評価情報を取得する方向、すなわちカーカス2の延在方向に存在し、性能評価情報が取得される対象となる要素を順次抽出する。このため、起点要素の次に性能評価情報を取得する要素を情報取得対象要素として設定したら、ステップS106へ進み、起点要素の次に性能評価情報を取得する要素に隣接する、起点要素とは異なる要素が抽出される。
In the present embodiment, elements that exist in the direction in which the performance evaluation information is acquired, that is, the extending direction of the
このため、ステップS106において、タイヤ性能評価装置50の処理部50pが備える要素抽出部53は、ステップS105で抽出された情報取得対象要素、すなわち、起点要素の次に性能評価情報を取得する要素を構成する節点のうち、既に情報が取得された情報取得済要素(この場合は起点要素)に含まれない節点を抽出する。この節点を共通節点という。そして、ステップS107へ進み、要素抽出部53は、記憶部50mに格納されるタイヤモデル10の節点や要素の情報から、前記共通節点を共有する要素を抽出する。この共通節点を共有する要素を隣接要素という。ステップS106、ステップS107が、要素抽出手順に相当する。
For this reason, in step S106, the element extraction unit 53 included in the processing unit 50p of the tire
次に、ステップS108へ進み、性能評価情報取得部54は、情報取得対象要素、すなわち、起点要素の次に性能評価情報を取得する要素の性能評価情報を取得し、記憶部50mへ格納する。そして、モデル作成部51は、性能評価情報を取得した後の情報取得対象要素を、既に性能評価情報が取得された情報取得済要素に変更し、この情報を記憶部50mへ格納する。情報取得済要素であることの情報は、例えば、性能評価情報取得済フラグFgfを用いる。ステップS108が、情報取得手順に相当する。
Next, it progresses to step S108, and the performance evaluation information acquisition part 54 acquires the performance evaluation information of the element which acquires performance evaluation information next to an information acquisition object element, ie, a starting element, and stores it in the memory |
次にステップS109へ進み、モデル作成部51は、ステップS107で抽出された隣接要素を、新たな情報取得対象要素に設定し、この情報を記憶部50mへ格納する。新たな情報取得対象要素であることの情報は、例えば、性能評価情報取得対象フラグFggを用いる。ステップS109が、対象要素変更手順に相当する。そして、ステップS110へ進み、タイヤ性能評価装置50の処理部50pが備える条件判定部55は、性能評価情報の取得を終了する条件を満たすか否かを判定する。
In step S109, the model creation unit 51 sets the adjacent element extracted in step S107 as a new information acquisition target element, and stores this information in the
本実施例では、例えば、ステップS107で隣接要素が抽出されなかった場合や、これまで性能評価情報を取得した要素とは異なる材料の隣接要素が抽出された場合に、性能評価情報の取得を終了する。また、予め設定した範囲の材料定数(同一の材料定数でもよい)を持つ要素を抽出するようにしておき、前記範囲を超える材料定数を持つ要素が抽出された場合に、性能評価情報の取得を終了してもよい。このように、材料定数に基づいて性能評価情報の取得を終了するか否かを判定することにより、要素が面要素である場合にも性能評価情報を抽出したい構造を他の構造から確実に識別できる。 In the present embodiment, for example, when the adjacent element is not extracted in step S107 or when the adjacent element of the material different from the element from which the performance evaluation information has been acquired is extracted, the acquisition of the performance evaluation information is finished. To do. In addition, elements having material constants in the preset range (may be the same material constants) are extracted, and when elements having material constants exceeding the range are extracted, performance evaluation information is acquired. You may end. In this way, by determining whether or not to end the acquisition of performance evaluation information based on the material constant, the structure from which performance evaluation information is to be extracted can be reliably identified from other structures even when the element is a surface element. it can.
また、抽出された隣接要素が部材端部(例えば、カーカス2の端部)である場合に、性能評価情報の取得を終了してもよい。この場合、タイヤ性能評価装置50の記憶部50mに格納されている要素の情報(節点の座標、節点や要素の識別情報等)から、抽出された隣接要素が部材端部であるか否かを判定する。例えば、図8に示す例では、カーカス2の端部に存在する節点(端部節点)11Nendを含む要素が、カーカス2の端部の要素になる。したがって、抽出された隣接要素が端部節点11Nendを含む場合、その隣接要素は、カーカス2の端部に存在すると判定できる。
Further, when the extracted adjacent element is a member end (for example, the end of the carcass 2), the acquisition of the performance evaluation information may be terminated. In this case, whether or not the adjacent element extracted from the element information (node coordinates, node and element identification information, etc.) stored in the
さらに、本実施例では、所定数の要素から性能評価情報を取得した場合に、性能評価情報の取得を終了する条件を満たすように設定してもよい。例えば、カーカス2を構成する要素の数は、タイヤモデル10を作成すれば決定されるので、カーカス2を構成する要素の数だけ性能評価情報が取得されれば、カーカス2を構成するすべての要素から性能評価情報が取得されたと判定できる。
Furthermore, in this embodiment, when performance evaluation information is acquired from a predetermined number of elements, it may be set so as to satisfy a condition for ending acquisition of performance evaluation information. For example, since the number of elements constituting the
ステップS110でNoと判定された場合、すなわち、条件判定部55が、性能評価情報の取得を終了する条件を満たしていないと判定した場合、性能評価情報の取得を終了する条件を満たすまで、ステップS106〜ステップS110が繰り返される。性能評価情報の取得を終了する条件を満たしていない場合、ステップS106へ戻り、要素抽出部53は、ステップS109で設定された新たな情報取得対象要素(すなわち、前回のステップS107で抽出された隣接要素)を構成する節点のうち、情報取得済要素に含まれない節点を抽出する。 When it is determined No in step S110, that is, when the condition determination unit 55 determines that the condition for ending the acquisition of performance evaluation information is not satisfied, the step until the condition for ending the acquisition of performance evaluation information is satisfied S106 to step S110 are repeated. When the condition for ending the acquisition of performance evaluation information is not satisfied, the process returns to step S106, and the element extraction unit 53 sets the new information acquisition target element set in step S109 (that is, the adjacent element extracted in the previous step S107). Nodes that are not included in the information-acquired elements are extracted from the nodes constituting the element.
上述したように、本実施例では、要素抽出手順に相当するステップS106、ステップS107において、情報取得対象要素である要素に注目とし、この注目した要素を基準として、性能評価情報を取得する方向、すなわちカーカス2の延在方向に存在し、これから性能評価情報が取得される対象となる要素を順次抽出する。まず、カーカス2を構成する要素が2節点で構成される線要素である場合に、これから性能評価情報が取得される対象となる要素を順次抽出する手法を説明する。
As described above, in this embodiment, in step S106 and step S107 corresponding to the element extraction procedure, attention is paid to the element that is the information acquisition target element, and the performance evaluation information is acquired based on the focused element. That is, elements that are present in the extending direction of the
図8は、2節点で構成される線要素でカーカス2を形成した例を示す。ここでは、ステップS109で設定された新たな情報取得対象要素を注目する要素(以下、注目要素)10Enとする。注目要素10Enは、まだ性能評価情報が取得されていない要素であり、注目要素10Enと隣接する2個の要素10En−1、10En+1のうち一方は情報取得済要素であり、他方はこれから性能評価情報を取得する要素、すなわち情報未取得要素である。図8に示す例では、要素10En+1が情報未取得要素である。
FIG. 8 shows an example in which the
注目要素10Enを構成する2個の節点11Nn、11Nn+1のうち、情報取得済要素である要素10En−1に含まれる節点は、節点11Nnである。したがって、注目要素10Enを構成する節点のうち、情報取得済要素である要素10En−1に含まれない節点は、節点11Nn+1である。ステップS106において、要素抽出部53は、注目要素10Enの節点11Nn+1を共通節点として抽出し、記憶部50mへ格納する。
Of the two nodes 11Nn and 11Nn + 1 constituting the target element 10En, the node included in the element 10En-1 that is the information-acquired element is the node 11Nn. Therefore, among the nodes constituting the element of interest 10En, the node not included in the element 10En-1 that is the information-acquired element is the
ステップS107で抽出される隣接要素は、情報取得済要素である要素10En−1に含まれない節点11Nn+1を注目要素(すなわち情報取得対象要素)10Enと共有する要素である。2個の節点で構成される線要素が複数存在する場合、ある線要素の一方の節点が特定されれば、その節点を前記線要素と共有する他の線要素が特定できる。したがって、注目要素10Enの節点11Nn、11Nn+1のうち、情報取得済要素である要素10En−1に含まれない節点11Nn+1が特定されれば、節点11Nn+1を共有する要素は、要素10En+1に特定される。すなわち、要素10En+1がステップS107で抽出される隣接要素である。ステップS107において、要素抽出部53は、要素10En+1を隣接要素として抽出し、記憶部50mへ格納する。次に、カーカス2を構成する要素が4節点で構成される面要素(ソリッド要素)である場合を説明する。
The adjacent element extracted in step S107 is an element that shares the node 11Nn + 1 that is not included in the element 10En-1 that is the information acquired element with the element of interest (that is, the information acquisition target element) 10En. When there are a plurality of line elements composed of two nodes, if one node of a certain line element is specified, another line element sharing the node with the line element can be specified. Therefore, if the node 11Nn + 1 that is not included in the element 10En-1 that is the information-acquired element is specified among the nodes 11Nn and 11Nn + 1 of the element of interest 10En, the element that shares the node 11Nn + 1 is specified as the
図9は、4節点で構成される面要素でカーカス2を形成した例を示す。ここでは、ステップS109で設定された新たな情報取得対象要素を注目要素10Enとする。注目要素10Enは、まだ性能評価情報が取得されていない要素であり、注目要素10Enと隣接する2個の要素10En−1、10En+1のうち一方は情報取得済要素であり、他方はこれから性能評価情報を取得する要素、すなわち情報未取得要素である。図9に示す例では、要素10En+1が情報未取得要素である。
FIG. 9 shows an example in which the
注目要素10Enは、4個の節点11NAn、11NBn、11NAn+1、11NBn+1と、4個の辺12n、12n+1、12n+2、12n+3とで構成される。注目要素10Enを構成する4個の辺12n、12n+1、12n+2、12n+3のうち、情報取得済要素である要素10En−1に含まれる面は、辺12nである。また、辺12nを構成する節点は、節点11NAn、11NBnである。ここで、注目要素10Enを構成する4個の辺12n、12n+1、12n+2、12n+3のうち、情報取得済要素である要素10En−1に含まれる辺12nを構成する節点11NAn、11NBnを含まない辺は、辺12n+1である。
The target element 10En includes four nodes 11NAn, 11NBn, 11NAn + 1, 11NBn + 1, and four
ステップS106においては、注目要素10Enを構成する4個の辺12n、12n+1、12n+2、12n+3のうち、情報取得済要素である要素10En−1に含まれる辺12nを構成する節点11NAn、11NBnを含まない辺12n+1を構成する節点11NAn+1、11NBn+1が共通節点として抽出される。これは、注目要素10Enを構成する4個の節点11NAn、11NBn、11NAn+1、11NBn+1のうち、情報取得済要素である要素10En−1に含まれない節点11NAn+1、11NBn+1を共通節点として抽出することと同じことである。ステップS106において、要素抽出部53は、注目要素10Enの辺12n+1を構成する節点11NAn+1、11NBn+1を共通節点として抽出し、記憶部50mへ格納する。
In step S106, of the four
ステップS107で抽出される隣接要素は、情報取得済要素である要素10En−1に含まれる辺12nを構成する節点11NAn、11NBnを含まない辺12n+1を構成する節点11NAn+1、11NBn+1を有する要素である。すなわち、ステップS107で抽出される隣接要素は、情報取得済要素である要素10En−1に含まれない節点11NAn+1、11NBn+1を注目要素(すなわち情報取得対象要素)10Enと共有する要素である。
The adjacent elements extracted in step S107 are elements having the nodes 11NAn + 1 and 11NBn + 1 that constitute the
4個の節点で構成される面要素が複数存在する場合、ある面要素の一つの辺及びその辺を構成する2個の節点が特定されれば、その辺及びその辺を構成する2個の節点を前述したある面要素と共有する他の面要素は特定できる。したがって、注目要素10Enの辺12n、12n+1のうち、情報取得済要素である要素10En−1に含まれない辺12n+1及び辺12n+1を構成する節点11NAn+1、11NBn+1が特定されれば、辺12n+1及び辺12n+1を構成する節点11NAn+1、11NBn+1を共有する要素は、要素10En+1に特定される。すなわち、要素10En+1がステップS107で抽出される隣接要素である。ステップS107において、要素抽出部53は、要素10En+1を隣接要素として抽出し、記憶部50mへ格納する。次に、カーカス2を構成する要素が8節点で構成される6面体要素である場合を説明する。
When there are a plurality of surface elements composed of four nodes, if one side of a certain surface element and two nodes constituting the side are specified, the side and the two elements constituting the side are defined. Other surface elements that share a node with a given surface element can be identified. Therefore, if the nodes 11NAn + 1 and 11NBn + 1 constituting the
図10は、8節点で構成される6面体要素でカーカス2を形成した例を示す。ここでは、ステップS109で設定された新たな情報取得対象要素を注目要素10Enとする。注目要素10Enは、まだ性能評価情報が取得されていない要素であり、注目要素10Enと隣接する2個の要素10En−1、10En+1のうち一方は情報取得済要素であり、他方はこれから性能評価情報を取得する要素、すなわち情報未取得要素である。図10に示す例では、要素10En+1が情報未取得要素である。
FIG. 10 shows an example in which the
注目要素10Enは、8個の節点11NAn、11NBn、11NCn、11NDn、11NAn+1、11NBn+1、11NCn+1、11NDn+1と、面12n、12n+1を含む6個の面とで構成される。注目要素10Enを構成する6個の面のうち、情報取得済要素である要素10En−1に含まれる面は、面12nである。また、面12nを構成する節点は、節点11NAn、11NBn、11NCn、11NDnである。ここで、注目要素10Enを構成する6個の面のうち、情報取得済要素である要素10En−1に含まれる面12nを構成する節点11NAn、11NBn、11NCn、11NDnを含まない面は、面12n+1である。
The target element 10En includes eight nodes 11NAn, 11NBn, 11NCn, 11NDn, 11NAn + 1, 11NBn + 1, 11NCn + 1, 11NDn + 1, and six surfaces including the
ステップS106においては、注目要素10Enを構成する6個の面のうち、情報取得済要素である要素10En−1に含まれる面12nを構成する節点11NAn、11NBn、11NCn、11NDnを含まない面12n+1を構成する節点11NAn+1、11NBn+1、11NCn+1、11NDn+1が共通節点として抽出される。これは、注目要素10Enを構成する8個の節点のうち、情報取得済要素である要素10En−1に含まれない節点11NAn+1、11NBn+1、11NCn+1、11NDn+1を共通節点として抽出することと同じことである。ステップS106において、要素抽出部53は、注目要素10Enの面12n+1を構成する節点11NAn+1、11NBn+1、11NCn+1、11NDn+1を共通節点として抽出し、記憶部50mへ格納する。
In step S106, the
ステップS107で抽出される隣接要素は、情報取得済要素である要素10En−1に含まれる面12nを構成する節点11NAn、11NBn、11NCn、11NDnを含まない面12n+1を構成する節点11NAn+1、11NBn+1、11NCn+1、11NDn+1を有する要素である。すなわち、ステップS107で抽出される隣接要素は、情報取得済要素である要素10En−1に含まれない節点11NAn+1、11NBn+1、11NCn+1、11NDn+1を注目要素(すなわち情報取得対象要素)10Enと共有する要素である。
The adjacent elements extracted in step S107 are the
8個の節点で構成される6面体要素が複数存在する場合、ある6面体要素の一つの面及びその面を構成する4個の節点が特定されれば、その面及びその面を構成する4個の節点を前述したある6面体要素と共有する他の6面体要素は特定できる。したがって、注目要素10Enの6個の面のうち、情報取得済要素である要素10En−1に含まれない面12n+1及び面12n+1を構成する節点11NAn+1、11NBn+1、11NCn+1、11NDn+1が特定されれば、面12n+1及び面12n+1を構成する節点11NAn+1、11NBn+1、11NCn+1、11NDn+1を共有する要素は、要素10En+1に特定される。すなわち、要素10En+1がステップS107で抽出される隣接要素である。ステップS107において、要素抽出部53は、要素10En+1を隣接要素として抽出し、記憶部50mへ格納する。次に、カーカス2を構成する要素が3節点で構成される面要素である場合を説明する。
When there are a plurality of hexahedron elements composed of eight nodes, if one face of a hexahedron element and four nodes constituting the face are specified, the face and the face constituting the face 4 Other hexahedron elements that share one node with the previously described hexahedron element can be identified. Therefore, if the
図11は、タイヤの性能を評価するための情報を取得する要素を抽出する他の手法を示す模式図である。図11は、3節点で構成される面要素(ソリッド要素)でカーカス2を形成した例を示す。ここでは、ステップS109で設定された新たな情報取得対象要素を注目要素10Enとする。注目要素10Enは、3個の節点11Nn、11Nn+1、11Nn+2と、3個の面12n、12n+1、12n+2とで構成される。
FIG. 11 is a schematic diagram showing another method for extracting an element for acquiring information for evaluating the performance of the tire. FIG. 11 shows an example in which the
注目要素10Enは、まだ性能評価情報が取得されていない要素である。注目要素10Enと隣接して面を共有する3個の要素のうち、要素10En−1又は要素10En+1の一方は情報取得済要素であり、他方はこれから性能評価情報を取得する要素、すなわち情報未取得要素である。図11に示す例では、要素10En+1が情報未取得節点である。また、注目要素10Enと隣接して面を共有する3個の要素のうち要素10Emは、カーカス2を構成しない要素であって、性能評価情報は取得されていないものとする。注目要素10Enと要素10En+1とは面12n+1を共有し、注目要素10Enと要素10Emとは面12n+2を共有する。
The attention element 10En is an element for which performance evaluation information has not yet been acquired. Of the three elements sharing the surface adjacent to the target element 10En, one of the elements 10En-1 and 10En + 1 is an information-acquired element, and the other is an element from which performance evaluation information is acquired, that is, no information is acquired. Is an element. In the example shown in FIG. 11, the element 10En + 1 is an information unacquired node. In addition, among the three elements sharing the surface adjacent to the target element 10En, the element 10Em is an element that does not constitute the
注目要素10Enを構成する3個の節点11Nn、11Nn+1、11Nn+2のうち、情報取得済要素である要素10En−1に含まれる節点は、節点11Nn、11Nn+1である。したがって、注目要素10Enを構成する節点のうち、情報取得済要素である要素10En−1に含まれない節点は、節点11Nn+2である。情報未取得要素であって、注目要素10Enの節点11Nn+2を共有し、かつ注目要素10Enと面を共有する要素は、要素10En+1及び要素10Emである。このように、カーカス2を構成する要素が3節点で構成される面要素である場合は、情報取得済要素である要素10En−1に含まれない節点11Nn+2を注目要素10Enと共有する要素が2個存在する(要素10En+1及び要素10Em)。
Of the three nodes 11Nn, 11Nn + 1, and 11Nn + 2 constituting the element of interest 10En, the nodes included in the element 10En-1 that is the information-acquired element are nodes 11Nn and 11Nn + 1. Therefore, among the nodes constituting the target element 10En, the node not included in the element 10En-1 that is the information-acquired element is the
また、要素10En+1が注目要素10Enと共有する面12n+1は、一方の節点11Nn+2は情報取得済要素である要素10En−1に含まれないが、他方の節点11Nn+1は情報取得済要素である要素10En−1に含まれる。同様に、要素10Emが注目要素10Enと共有する面12n+2は、一方の節点11Nn+2は情報取得済要素である要素10En−1に含まれないが、他方の節点11Nnは情報取得済要素である要素10En−1に含まれる。このように、注目要素10Enと面を共有し、かつ情報取得済要素10En−1に含まれない節点を注目要素10Enと共有する情報未取得要素である要素10En+1、10Emにおいて、前記面を構成する節点は、情報取得済要素10En−1と注目要素10Enとの関係がいずれも同様の関係となる。したがって、カーカス2を構成する要素が3節点で構成される面要素である場合、情報取得済要素10En−1に含まれる節点との関係や注目要素10Enと共通する面との関係のみを用いて、共通節点を抽出することはできない。
In addition, the
一方、注目要素10Enと面を共有し、かつ情報取得済要素10En−1に含まれない節点を注目要素10Enと共有する情報未取得要素である要素10En+1は、カーカス2を構成するが、情報未取得要素である要素10Emは、カーカス2を構成しない。このため、例えば、ステップS101でタイヤモデル10を作成するときに、カーカス2を構成する複数の要素に共通の識別情報を与えてグループ化することにより、カーカス2を構成する要素と、それ以外の要素とを識別できるようにしておく。これによって、注目要素10Enと面を共有し、かつ情報取得済要素10En−1に含まれない節点を注目要素10Enと共有する情報未取得要素である要素10En+1、10Emから、カーカス2を構成する要素10En+1を抽出できる。
On the other hand, the element 10En + 1 that is an information unacquired element that shares a face with the element of interest 10En and shares a node that is not included in the information acquired element 10En-1 with the element of interest 10En constitutes the
例えば、カーカス2を構成する要素10En−1、10En、10En+1には識別情報GPとしてKを与え、カーカス2を構成しない要素10Emには識別情報GPとしてGを与える。図11に示す例のように、注目要素10Enの節点11Nn+2を共有し、かつ注目要素10Enと面を共有する情報未取得要素が複数存在する場合(要素10En+1及び要素10Em)、識別情報GP=Kである要素を抽出すれば、カーカス2を構成する要素のみをカーカス2の延在方向に配列された順に抽出できる。
For example, K is given as identification information GP to the elements 10En-1, 10En, 10En + 1 constituting the
カーカス2を構成する要素が3節点で構成される面要素である場合、ステップS106において、要素抽出部53は、注目要素10Enの節点11Nn+2を共通節点として抽出し、記憶部50mへ格納する。共通節点として抽出される節点11Nn+2は、情報取得済要素である要素10En−1に含まれない節点である。そして、ステップS107において、要素抽出部53は、情報取得済要素である要素10En−1に含まれない節点である節点11Nn+2を含み、かつ識別情報GPがKである要素、すなわち、要素10En+1を隣接要素として抽出し、記憶部50mへ格納する。このような手法により、カーカス2を構成する要素が3節点で構成される面要素である場合に、注目要素10Enの隣接要素を抽出できる。
If the element constituting the
なお、6節点で構成される複数の5面体要素を、2次元形状が三角形を組み合わせた形態となるようにカーカス2が構成される場合、カーカス2を構成する要素が3節点で構成される面要素である場合と同様に、カーカス2を構成する複数の要素に共通の識別情報を与えてグループ化することにより、カーカス2を構成する要素と、それ以外の要素とを識別できるようにする。これによって、6節点で構成される複数の5面体要素でカーカス2を構成した場合も、カーカス2を構成する要素のみをカーカス2の延在方向に配列された順に抽出できる。
In addition, when the
ステップS107で隣接要素である要素10En+1が抽出されたら、情報取得手順に相当するステップS108において、性能評価情報取得部54は、情報取得対象要素である注目要素10Enの性能評価情報を取得し、記憶部50mへ格納する。そして、モデル作成部51は、性能評価情報を取得した後の注目要素10Enを、すでに情報が取得された情報取得済要素に変更し、この情報を記憶部50mへ格納する。
When the adjacent element 10En + 1 is extracted in step S107, in step S108 corresponding to the information acquisition procedure, the performance evaluation information acquisition unit 54 acquires and stores the performance evaluation information of the target element 10En that is the information acquisition target element. Stored in the
次に、対象要素変更手順に相当するステップS109へ進み、モデル作成部51は、ステップS107で抽出された隣接要素である要素10En+1を、新たな情報取得対象要素に設定し、この情報を記憶部50mへ格納する。そして、ステップS110へ進み、タイヤ性能評価装置50の処理部50pが備える条件判定部55は、性能評価情報の取得を終了する条件を満たすか否かを判定する。上述したように、性能評価情報の取得を終了する条件を満たすまで、ステップS106〜ステップS110、すなわち要素抽出手順と、情報取得手順と、対象要素変更手順とが繰り返される。
Next, the process proceeds to step S109 corresponding to the target element changing procedure, and the model creation unit 51 sets the element 10En + 1 that is the adjacent element extracted in step S107 as a new information acquisition target element, and stores this information in the storage unit. Store to 50m. And it progresses to step S110 and the condition determination part 55 with which the process part 50p of the tire
ステップS110でYesと判定された場合、すなわち、条件判定部55が、性能評価情報の取得を終了する条件を満たしていると判定した場合、ステップS111へ進む。ステップS111において、タイヤ性能評価装置50の処理部50pが備えるデータ配列変更部56は、ステップS103〜ステップS109の間に抽出され、記憶部50mに格納されている複数の性能評価情報を、取得された順に並べる。これによって、カーカス2の延在方向に並ぶ要素の配列順に、それぞれの要素の性能評価情報を配列できる。
If it is determined Yes in step S110, that is, if the condition determination unit 55 determines that the condition for ending acquisition of performance evaluation information is satisfied, the process proceeds to step S111. In step S111, the data array changing unit 56 included in the processing unit 50p of the tire
図12−1は、タイヤモデルを構成する要素から張力を抽出した結果の一例を示す図である。図12−2は、タイヤモデルを構成する要素の張力からカーカスを構成する要素の張力を配列順に並べ替えた結果の一例を示す図である。図13は、カーカスの延在方向における張力の分布図である。 FIG. 12A is a diagram illustrating an example of a result of extracting the tension from the elements constituting the tire model. FIG. 12-2 is a diagram illustrating an example of a result obtained by rearranging the tensions of the elements constituting the carcass in the arrangement order from the tensions of the elements constituting the tire model. FIG. 13 is a distribution diagram of tension in the extending direction of the carcass.
図12−1、図12−2のID_ELは要素番号であり、Ftは、性能評価情報の一つである張力であり、GPは、要素の識別情報である。識別情報GPがKである場合、カーカス2を構成する要素であることを意味し、識別情報GPがBである場合、ベルトを構成する要素であることを意味し、識別情報GPがGである場合、カーカス2やベルト等の補強層の間に配置されるゴムを構成する要素であることを意味する。図13は、タイヤサイズが195/60R15のタイヤを解析モデル化して、空気圧を210kPa加圧した状態をシミュレーションした場合におけるカーカスの張力分布を示している。
12A and 12B, ID_EL is an element number, Ft is a tension that is one piece of performance evaluation information, and GP is element identification information. When the identification information GP is K, it means that it is an element that constitutes the
図12−1は、ステップS102の解析が終了した後において、タイヤモデル10を構成するそれぞれの要素の張力Ftを抽出して、要素番号(ID_EL)順に並べたものである。図12−1の識別情報GPがKである要素、すなわちカーカスを構成する要素の要素番号は、図2−1に示すカーカス2の要素番号と対応する。図12−1、図2−1に示すように、タイヤモデル10を構成するそれぞれの張力Ftは、必ずしもカーカス2を構成する要素の配列順に抽出される訳ではない。図12−1に抽出された状態で張力Ftの分布図を描くと、張力Ftがカーカス2の位置に対して不規則に配置されることがあるため、カーカス2を構成する要素の配列順に張力Ftを並べ替えて、図13に示すような、カーカス2の延在方向における張力Ftの分布図を作成する必要がある。
FIG. 12A is a diagram in which the tension Ft of each element constituting the
図12−2は、本実施例に係るデータ配列変更方法を用いて、図12−1に示す張力Ftを、カーカス2を構成する要素の配列順に並べ替えたものである。本実施例に係るデータ配列変更方法は、この処理手順を記述したコンピュータプログラムをコンピュータに実行させることにより自動的に処理される。
12B is a diagram in which the tension Ft shown in FIG. 12A is rearranged in the order of the elements constituting the
これまでは、作業者によるマニュアル操作によって図12−1に示す張力Ftを、カーカス2を構成する要素の配列順に並べ替えており、カーカス2本につき1時間〜3時間程度の作業時間を要していた。しかし、本実施例によれば、本実施例に係るデータ配列変更方法の処理手順を記述したコンピュータプログラムをコンピュータ(本実施例ではタイヤ性能評価装置50)に実行させることにより、同じ情報量の並べ替えに要する時間は、並べ替え対象の構造物の指定等も含めて10秒程度である。このように、本実施例によれば、これまでのデータ配列を変更する手法と比較して、大幅に作業時間を低減できるとともに、作業負荷も軽減できる。また、本実施例によって張力Ftを再配列して得られた張力Ftの分布図は、図13に示すように、トレッド部(ΔY1)、サイドウォール部(ΔY2)、ビード部(ΔY3)及びターンアップ部(ΔY4)それぞれにおいて、正しい値が記述されている。
Up to now, the tension Ft shown in FIG. 12-1 is rearranged in the order of the elements constituting the
以上、本実施例では、シミュレーション、すなわち解析が終了した後における構造物の解析モデルにおいて、性能評価情報をこれから取得する情報取得対象要素を構成する節点のうち、情報取得済要素に含まれない節点を共有する隣接要素を抽出することにより、性能を評価する対象の構造体を構成する複数の要素の配列順に、前記構造を構成する要素の物理量を配列する。これにより、コンピュータによって自動的に、性能を評価する対象の構造体を構成する複数の要素の配列順に物理量を配列できる。その結果、コンピュータを用いた構造物のシミュレーションにおいて、シミュレーションによって得られたデータを並べ替える際の手間を低減できる。 As described above, in this embodiment, in the analysis model of the structure after the simulation, that is, the analysis is completed, the nodes that are not included in the information acquired element among the nodes constituting the information acquisition target element from which performance evaluation information is to be acquired By extracting adjacent elements that share the same, the physical quantities of the elements constituting the structure are arranged in the order of arrangement of the plurality of elements constituting the structure whose performance is to be evaluated. Thereby, the physical quantity can be automatically arranged by the computer in the arrangement order of the plurality of elements constituting the structure whose performance is to be evaluated. As a result, in the simulation of the structure using a computer, it is possible to reduce time and labor when rearranging the data obtained by the simulation.
本実施例に係るデータ配列変更方法は、接着界面のような界面要素や、構造物の表面を構成する要素に対しても適用できる。特に、タイヤのシミュレーションにおいて、カーカスはビード部で折り返されているため、カーカスの延在方向におけるカーカスを構成する要素の配列順序と、カーカスを構成する要素の物理量を抽出する順序とは一致しない傾向が強い。したがって、本実施例に係るデータ配列変更方法は、カーカスのように、折り返しを有する構造体に対して特に好適である。 The data array changing method according to the present embodiment can be applied to an interface element such as an adhesive interface and an element constituting the surface of a structure. In particular, in the tire simulation, since the carcass is folded at the bead portion, the arrangement order of the elements constituting the carcass in the extending direction of the carcass and the order of extracting the physical quantities of the elements constituting the carcass tend not to match. Is strong. Therefore, the data array changing method according to the present embodiment is particularly suitable for a structure having a turn, such as a carcass.
以上のように、本発明に係るデータ配列変更方法及びデータ配列変更用コンピュータプログラムは、コンピュータを用いた構造物のシミュレーションに有用であり、特に、シミュレーションによって得られたデータを並べ替える際の手間を低減することに適している。 As described above, the data arrangement changing method and the data arrangement changing computer program according to the present invention are useful for the simulation of a structure using a computer, and in particular, the trouble in rearranging the data obtained by the simulation. Suitable for reducing.
1 タイヤ
2 カーカス
3 ベルト
4 ベルトカバー
5 ビードコア
10 タイヤモデル
10En、10Em 要素(注目要素)
10En−1 情報取得済要素
11N 節点
11Nn 節点
12n 辺(面)
50 タイヤ性能評価装置
50p 処理部
50m 記憶部
51 モデル作成部
52 解析部
53 要素抽出部
54 性能評価情報取得部
55 条件判定部
56 データ配列変更部
1
10En-1 information acquired
DESCRIPTION OF
Claims (8)
性能を評価する対象の構造物を複数の節点で構成される複数個の要素に分割して、コンピュータで解析可能な解析モデルを作成する解析モデル作成手順と、
作成された前記解析モデルに対して解析を実行し、前記複数個の要素の物理量を求める手順と、
複数個の前記要素から、前記構造物の性能を評価する性能評価情報を取得する対象である情報取得対象要素を設定する要素設定手順と、
前記情報取得対象要素を構成する前記節点のうち、既に前記性能評価情報を取得済みの情報取得済要素に含まれない節点を共有する隣接要素を抽出する要素抽出手順と、
前記情報取得対象要素から前記性能評価情報を取得するとともに、前記性能評価情報を取得した後の前記情報取得対象要素を前記情報取得済要素とする情報取得手順と、
前記隣接要素を新たな前記情報取得対象要素に設定する対象要素変更手順と、
を含み、前記要素抽出手順と、前記情報取得手順と、前記対象要素変更手順とを所定の終了条件まで繰り返し、抽出された複数の前記性能評価情報を、取得された順に並べることを実行することを特徴とするデータ配列変更方法。 Computer
An analysis model creation procedure for creating an analysis model that can be analyzed by a computer by dividing the structure to be evaluated into a plurality of elements composed of a plurality of nodes,
Analyzing the created analysis model, and obtaining physical quantities of the plurality of elements;
An element setting procedure for setting an information acquisition target element, which is a target for acquiring performance evaluation information for evaluating the performance of the structure, from a plurality of the elements;
Among the nodes constituting the information acquisition target element, an element extraction procedure for extracting adjacent elements that share nodes that are not included in the information acquired element that has already acquired the performance evaluation information;
An information acquisition procedure for acquiring the performance evaluation information from the information acquisition target element and setting the information acquisition target element after acquiring the performance evaluation information as the information acquired element;
A target element change procedure for setting the adjacent element as a new information acquisition target element;
Hints, and the element extraction procedure, and the information acquisition procedure is repeated and the target element changing procedure until a predetermined end condition, the plurality of the performance evaluation information extracted, performing arranging the obtained order data sequence alteration method comprising.
前記情報取得対象要素を構成する前記節点のうち、既に前記性能評価情報を取得した前記要素である情報取得済要素に含まれる節点を含まない点を共有する隣接要素を抽出することを特徴とする請求項1又は2に記載のデータ配列変更方法。 If the element is constituted by two nodes, Te said element extraction procedure smell, the computer,
Among the nodes constituting the information acquisition target element, an adjacent element sharing a point that does not include a node included in the information acquired element that is the element that has already acquired the performance evaluation information is extracted. The data array changing method according to claim 1 or 2.
前記情報取得対象要素を構成する前記節点のうち、既に前記性能評価情報を取得した前記要素である情報取得済要素に含まれる面を構成する節点を含まない面を共有する隣接要素を抽出することを特徴とする請求項1又は2に記載のデータ配列変更方法。 If the element consists of a 4-node or 8-node, Te said element extraction procedure smell, the computer,
Extracting adjacent elements that share a surface that does not include a node that constitutes a surface included in an information acquired element that is the element that has already acquired the performance evaluation information from among the nodes that configure the information acquisition target element The data arrangement changing method according to claim 1, wherein the data arrangement is changed.
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