JP5430198B2 - Tire wear simulation method, apparatus, and program - Google Patents

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Description

本発明は、タイヤ摩耗のシミュレーション方法、装置、及びプログラムに係り、特に、自動車等に使用される空気入りタイヤなどのタイヤにおける摩耗進展をシミュレートするタイヤ摩耗のシミュレーション方法、装置、及びプログラムに関する。   The present invention relates to a tire wear simulation method, apparatus, and program, and more particularly, to a tire wear simulation method, apparatus, and program for simulating the progress of wear in a tire such as a pneumatic tire used in an automobile or the like.

従来、空気入りタイヤなどのタイヤ開発において、タイヤ摩耗は実際にタイヤを設計・製造し、自動車に装着して走行することで生じた摩耗を実測することにより得ていたが、近年では、有限要素法等の数値解析手法や計算機環境の発達により、タイヤ内圧充填状態や荷重状態等を考慮して計算機でタイヤ形状などの計算が可能になってきている。   Conventionally, in tire development such as pneumatic tires, tire wear has been obtained by actually designing and manufacturing tires and actually measuring wear caused by running on a car, but in recent years it has become a finite element. With the development of numerical analysis techniques such as the law and the computer environment, it has become possible to calculate the tire shape and the like with a computer in consideration of the tire internal pressure filling state and the load state.

例えば、計算機を用いて、タイヤ性能の計算を可能とする技術としては、タイヤ形状をモデル化し、走行を模擬する技術が知られている(例えば特許文献1〜特許文献3を参照)。この技術では、タイヤ有限要素モデルを用いて、摩擦係数を含む走行条件に従った走行シミュレーションを行うものである。   For example, as a technique that enables calculation of tire performance using a computer, a technique that models a tire shape and simulates running is known (see, for example, Patent Documents 1 to 3). In this technique, a running simulation is performed using a tire finite element model according to running conditions including a friction coefficient.

特開2006−21648号公報JP 2006-21648 A 特開2005−263070号公報JP 2005-263070 A 特開2005−271661号公報JP 2005-271661 A

従来のタイヤ有限要素モデルを用いて摩擦係数を含む走行条件に従った走行シミュレーションを行う技術では、タイヤの摩耗量と摩耗エネルギーとの関係が、図7の破線で示す特性Aのように線形関係であることを前提にしており、シミュレーションにおいては、複数の走行条件で摩耗エネルギーを算出し、これらの平均的な摩耗エネルギーを算出してから、摩耗エネルギーと摩耗量との比例定数により摩耗量を算出するのが一般的であった。   In the technology for performing a running simulation according to a running condition including a friction coefficient using a conventional tire finite element model, the relationship between the tire wear amount and the wear energy is linear as shown by the characteristic A shown by the broken line in FIG. In the simulation, the wear energy is calculated under a plurality of driving conditions, the average wear energy is calculated, and then the wear amount is determined by a proportional constant between the wear energy and the wear amount. It was common to calculate.

しかしながら、図7の実線で示す特性Bのように、タイヤの摩耗量と摩耗エネルギーとの関係は、実際には線形領域と非線形領域とを有しており、特に、摩耗エネルギーが小さい非線形領域での走行、すなわち直進主体の走行が偏摩耗の発生に大きく影響する。   However, as shown by the characteristic B shown by the solid line in FIG. 7, the relationship between the tire wear amount and the wear energy actually has a linear region and a non-linear region, and particularly in a non-linear region where the wear energy is small. Traveling, i.e., traveling straight ahead largely affects the occurrence of uneven wear.

従って、精度良く偏摩耗状態をシミュレーションする場合、摩耗エネルギーが小さい領域の非線形性を考慮したシミュレーションを行う必要があるが、従来においては、平均的な摩耗エネルギーを算出してから、摩耗エネルギーと摩耗量との比例定数により摩耗量を算出するため、摩耗エネルギーと摩耗量との非線形の関係が、「摩耗量の代表値」に正確に反映されず、精度良くタイヤの摩耗をシミュレーションすることができなかった。   Therefore, when simulating the uneven wear state with high accuracy, it is necessary to perform a simulation considering the nonlinearity in the region where the wear energy is small. Conventionally, after calculating the average wear energy, the wear energy and wear are calculated. Since the wear amount is calculated by a constant proportional to the amount, the nonlinear relationship between the wear energy and the wear amount is not accurately reflected in the “representative value of wear amount”, and tire wear can be accurately simulated. There wasn't.

本発明は、上記事実を考慮して、自動車等に使用される空気入りタイヤなどのタイヤについて精度良く摩耗をシミュレーションすることができるタイヤ摩耗のシミュレーション方法、装置、及びプログラムを得ることが目的である。   In view of the above facts, an object of the present invention is to obtain a tire wear simulation method, apparatus, and program capable of accurately simulating the wear of a tire such as a pneumatic tire used in an automobile or the like. .

上記目的を達成するために、請求項1に係るタイヤ摩耗のシミュレーション方法は、ステップ(a)において、タイヤを有限個の複数の要素に分割したタイヤモデルを作成し、ステップ(b)において、前記タイヤモデルの転動による変形計算に関するシミュレーション条件を設定し、ステップ(c)において、前記シミュレーション条件に基づいて前記タイヤモデルの変形計算を実行し、ステップ(d)において、前記変形計算の計算結果に基づいて、前記要素の各々の摩耗エネルギーを計算し、ステップ(e)において、予め定めた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係であって、サンプリングカメラを含む踏面観察機を用いてゴム試験片の踏面の挙動を計測し、前記ゴム試験片の表面に発生するせん断力に基づいて摩耗エネルギーを算出することにより得られた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係に基づいて、前記摩耗エネルギーに対応する摩耗量を前記要素の各々について計算し、ステップ(f)において、前記シミュレーション条件の少なくとも一部の条件が異なる複数のシミュレーション条件で前記ステップ(b)〜(e)が繰り返し実行されるように制御し、ステップ(g)において、前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の代表値を前記要素の各々について計算し、ステップ(h)において、前記要素の各々について求めた前記摩耗量の代表値に基づいて、前記タイヤモデルを修正し、ステップ(i)において、予め定めた終了条件を満たすまで、前記ステップ(f)〜(h)の処理が繰り返し実行されるように制御し、ステップ(j)において、前記ステップ(i)の処理結果を出力する。 In order to achieve the above object, in the tire wear simulation method according to claim 1, a tire model in which a tire is divided into a plurality of finite elements is created in step (a), and in step (b), Simulation conditions regarding deformation calculation by rolling of the tire model are set, and in step (c), deformation calculation of the tire model is executed based on the simulation condition, and in step (d), the calculation result of the deformation calculation is displayed. The wear energy of each of the elements is calculated based on the non-linear correspondence between the wear energy and the wear amount determined in advance in step (e), and the rubber test is performed using a tread observation machine including a sampling camera. Measure the behavior of the tread of the piece, and wear energy based on the shear force generated on the surface of the rubber test piece. Based on the non-linear relationship between the wear energy and wear amount obtained by calculating the over, the wear amount corresponding to the wear energy was calculated for each of the elements in step (f), the simulation conditions The steps (b) to (e) are controlled to be repeatedly executed under a plurality of simulation conditions with at least some of the conditions being different, and in step (g) A representative value of the amount of wear is calculated for each of the elements, and in step (h), the tire model is modified based on the representative value of the amount of wear determined for each of the elements, and in step (i), Control is performed so that the processes of steps (f) to (h) are repeatedly executed until a predetermined end condition is satisfied. In step (j), and outputs the processing result of the step (i).

このように、複数のシミュレーション条件における摩耗エネルギーの平均値を求めてから、その平均値に対応する摩耗量を求めるのではなく、複数のシミュレーション条件で求めた摩耗エネルギーの各々に対応する摩耗量を求めてから、各摩耗量の代表値を求めてタイヤモデルを修正するようにしたため、特に摩耗エネルギーが低い領域においてタイヤの摩耗が進展してゆく過程を正確にシミュレーションすることができる。   Thus, instead of calculating the wear amount corresponding to the average value after obtaining the average value of the wear energy under a plurality of simulation conditions, the wear amount corresponding to each of the wear energies determined under the plurality of simulation conditions is calculated. Since the tire model is corrected by obtaining a representative value of each amount of wear after obtaining, it is possible to accurately simulate the process of tire wear progressing particularly in a region where the wear energy is low.

なお、請求項2に記載したように、前記摩耗量の代表値は、前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の平均値とすることができる。   In addition, as described in claim 2, the representative value of the wear amount can be an average value of the plurality of wear amounts calculated under the plurality of simulation conditions.

なお、前記タイヤ摩耗のシミュレーション方法は、次の装置によって容易に実現することができる。詳細には、請求項3記載のタイヤ摩耗のシミュレーション装置は、タイヤを有限個の複数の要素に分割したタイヤモデルを作成する作成手段と、前記タイヤモデルの転動による変形計算に関するシミュレーション条件を設定する設定手段と、前記シミュレーション条件に基づいて前記タイヤモデルの変形計算を実行する変形計算手段と、前記変形計算の計算結果に基づいて、前記要素の各々の摩耗エネルギーを計算する摩耗エネルギー計算手段と、予め定めた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係であって、サンプリングカメラを含む踏面観察機を用いてゴム試験片の踏面の挙動を計測し、前記ゴム試験片の表面に発生するせん断力に基づいて摩耗エネルギーを算出することにより得られた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係に基づいて、前記摩耗エネルギーに対応する摩耗量を前記要素の各々について計算する摩耗量計算手段と、前記シミュレーション条件の少なくとも一部の条件が異なる複数のシミュレーション条件で前記設定手段、前記変形計算手段、及び前記摩耗エネルギー計算手段による処理が繰り返し実行されるように制御する第1の繰り返し制御手段と、前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の代表値を前記要素の各々について計算する代表値計算手段と、前記要素の各々について求めた前記摩耗量の代表値に基づいて、前記タイヤモデルを修正する修正手段と、予め定めた終了条件を満たすまで、前記制御手段、前記代表値計算手段、及び前記修正手段による処理が繰り返し実行されるように制御する第2の繰り返し制御手段と、前記第2の繰り返し制御手段による処理結果を出力する出力手段と、を備える。 The tire wear simulation method can be easily realized by the following apparatus. Specifically, the tire wear simulation device according to claim 3 sets a creation means for creating a tire model in which a tire is divided into a finite number of elements, and a simulation condition relating to deformation calculation by rolling of the tire model. Setting means for performing deformation calculation means for executing deformation calculation of the tire model based on the simulation condition, and wear energy calculation means for calculating wear energy of each of the elements based on the calculation result of the deformation calculation. A non-linear correspondence between the predetermined wear energy and wear amount, and the behavior of the tread surface of the rubber test piece is measured using a tread observation device including a sampling camera, and shear generated on the surface of the rubber test piece Nonlinear correspondence between wear energy and wear amount obtained by calculating wear energy based on force Based on the engagement, the the wear amount calculating means for the wear amount corresponding to the wear energy is calculated for each of said elements, said setting means at least part of conditions at different simulation conditions of the simulation conditions, the deformation calculation And a first repetitive control means for controlling the processing by the wear energy calculation means to be repeatedly executed, and representative values of the plurality of wear amounts calculated under the plurality of simulation conditions for each of the elements. Representative value calculating means for calculating, correcting means for correcting the tire model based on the representative value of the wear amount obtained for each of the elements, the control means, the representative until a predetermined end condition is satisfied Second iteration for controlling the processing by the value calculating means and the correcting means to be repeatedly executed Comprising a control means, and output means for outputting the processing result of the second repeat control means.

また、コンピュータによってタイヤ摩耗を模擬する場合、請求項4に記載したように、(a)タイヤを有限個の複数の要素に分割したタイヤモデルを作成するステップ、(b)前記タイヤモデルの転動による変形計算に関するシミュレーション条件を設定するステップ、(c)前記シミュレーション条件に基づいて前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ、(d)前記変形計算の計算結果に基づいて、前記要素の各々の摩耗エネルギーを計算するステップ、(e)予め定めた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係であって、サンプリングカメラを含む踏面観察機を用いてゴム試験片の踏面の挙動を計測し、前記ゴム試験片の表面に発生するせん断力に基づいて摩耗エネルギーを算出することにより得られた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係に基づいて、前記摩耗エネルギーに対応する摩耗量を前記要素の各々について計算するステップ、(f)前記シミュレーション条件の少なくとも一部の条件が異なる複数のシミュレーション条件で前記ステップ(b)〜(e)が繰り返し実行されるように制御するステップ、(g)前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の代表値を前記要素の各々について計算するステップ、(h)前記要素の各々について求めた前記摩耗量の代表値に基づいて、前記タイヤモデルを修正するステップ、(i)予め定めた終了条件を満たすまで、前記ステップ(f)〜(h)の処理を繰り返し実行されるように制御するステップ、(j)前記ステップ(i)の処理結果を出力するステップ、の各ステップを含むタイヤ摩耗のシミュレーションプログラムをコンピュータに実行させるようにすれば、簡便にタイヤ摩耗を模擬することができる。 Further, when tire wear is simulated by a computer, as described in claim 4, (a) a step of creating a tire model in which a tire is divided into a plurality of finite elements, and (b) rolling of the tire model (C) executing deformation calculation of the tire model based on the simulation condition, and (d) wear of each of the elements based on the calculation result of the deformation calculation. A step of calculating energy; (e) a non-linear correspondence between predetermined wear energy and wear amount , measuring the behavior of the tread of a rubber test piece using a tread observation machine including a sampling camera, and the rubber The wear energy obtained by calculating the wear energy based on the shear force generated on the surface of the specimen Based on the non-linear correspondence between耗量, wherein said step of calculating the wear amount corresponding to the wear energy for each of said elements, (f) said a plurality of simulation conditions at least a portion of the condition is different from the simulation conditions A step of controlling the steps (b) to (e) to be repeatedly executed; (g) a step of calculating a representative value of the plurality of wear amounts calculated under the plurality of simulation conditions for each of the elements; h) a step of modifying the tire model based on the representative value of the amount of wear obtained for each of the elements; (i) the processes of steps (f) to (h) until a predetermined end condition is satisfied. (J) Each step of controlling to be repeatedly executed, and (j) outputting the processing result of step (i) It is caused to execute the simulation program of tire wear on a computer that contains, can be simulated easily tire wear.

以上説明したように本発明によれば、自動車等に使用される空気入りタイヤなどのタイヤについて精度良く摩耗をシミュレーションすることができる、という効果がある。   As described above, according to the present invention, there is an effect that the wear of a tire such as a pneumatic tire used for an automobile or the like can be simulated with high accuracy.

タイヤ摩耗のシミュレーションを実施するためのパーソナルコンピュータの概略図である。It is the schematic of the personal computer for implementing simulation of tire wear. タイヤ摩耗シミュレーションプログラムの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of a tire wear simulation program. タイヤモデル作成処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a tire model creation process. タイヤ径方向断面モデルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a tire radial direction cross-section model. タイヤの3次元モデルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the three-dimensional model of a tire. タイヤの転動解析処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a rolling analysis process of a tire. 摩耗エネルギーと摩耗量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between wear energy and wear amount.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施の形態は空気入りタイヤの性能としてタイヤ摩耗をシミュレーションする場合に本発明を適用したものである。   In the present embodiment, the present invention is applied when simulating tire wear as the performance of a pneumatic tire.

図1には本発明の空気入りタイヤ摩耗のシミュレーションを実施するためのパーソナルコンピュータの概略が示されている。このパーソナルコンピュータは、データ等を入力するためのキーボード10、予め記憶された処理プログラムに従ってタイヤの性能を予測するコンピュータ本体12、及びコンピュータ本体12の演算結果等を表示するCRT14から構成されている。   FIG. 1 shows an outline of a personal computer for carrying out simulation of pneumatic tire wear according to the present invention. The personal computer includes a keyboard 10 for inputting data and the like, a computer main body 12 that predicts tire performance according to a pre-stored processing program, and a CRT 14 that displays calculation results of the computer main body 12 and the like.

なお、コンピュータ本体12には、記録媒体としてのフレキシブルディスク(FD)が挿抜可能なフレキシブルディスクユニット(FDU)を備えている。なお、後述する処理ルーチン等は、FDUを用いてフレキシブルディスクFDに対して読み書き可能である。従って、後述する処理ルーチンは、予めFDに記録しておき、FDUを介してFDに記録された処理プログラムを実行してもよい。また、コンピュータ本体12にハードディスク装置等の大容量記憶装置(図示省略)を接続し、FDに記録された処理プログラムを大容量記憶装置(図示省略)へ格納(インストール)して実行するようにしてもよい。また、記録媒体としては、記録テープ、CD−ROMやDVD等の光ディスクや、MD,MO等の光磁気ディスクがあり、これらを用いるときには、上記FDUに代えてまたはさらに対応する読み書き装置を用いればよい。   The computer main body 12 includes a flexible disk unit (FDU) into which a flexible disk (FD) as a recording medium can be inserted and removed. Note that processing routines and the like described later can be read from and written to the flexible disk FD using the FDU. Therefore, a processing routine to be described later may be recorded in the FD in advance and the processing program recorded in the FD may be executed via the FDU. Further, a mass storage device (not shown) such as a hard disk device is connected to the computer main body 12, and the processing program recorded on the FD is stored (installed) in the mass storage device (not shown) and executed. Also good. The recording medium includes a recording tape, an optical disk such as a CD-ROM and a DVD, and a magneto-optical disk such as an MD and MO. When these are used, a corresponding read / write device can be used instead of the FDU. Good.

図2は、本実施の形態のタイヤ摩耗シミュレーションプログラムの処理ルーチンを示すものである。ステップ100では、シミュレーションするタイヤのタイヤモデルの作成処理を行う。すなわち、シミュレーションするタイヤの設計案(タイヤ形状、構造、材料など)に基づいてタイヤモデルを作成する。   FIG. 2 shows a processing routine of the tire wear simulation program of the present embodiment. In step 100, the tire model of the tire to be simulated is created. That is, a tire model is created based on a design plan (tire shape, structure, material, etc.) of a tire to be simulated.

具体的には、図3に示すタイヤモデル作成ルーチンが実行される。このタイヤモデル作成ルーチンでは、まず、タイヤ設計案を数値解析上のモデルに落とし込むため、タイヤモデルを作成する。このタイヤモデルの作成は、用いる数値解析手法により若干異なる。本実施の形態では数値解析手法として有限要素法(FEM)を用いるものとする。従って、作成するタイヤモデルは、有限要素法(FEM)に対応した要素分割、例えば、メッシュ分割によって複数の要素に分割され、タイヤを数値的・解析的手法に基づいて作成されたコンピュータプログラムヘのインプットデータ形式に数値化したものをいう。この要素分割とはタイヤ及び路面等の対象物を小さな幾つかの(有限の)小部分に分割することをいう。この小部分ごとに計算を行い全ての小部分について計算した後、全部の小部分を足し合わせることにより全体の応答を得ることができる。なお、数値解析手法には差分法や有限体積法を用いても良い。   Specifically, a tire model creation routine shown in FIG. 3 is executed. In this tire model creation routine, first, a tire model is created in order to drop the tire design proposal into a numerical analysis model. The creation of the tire model differs slightly depending on the numerical analysis method used. In this embodiment, a finite element method (FEM) is used as a numerical analysis method. Therefore, the tire model to be created is divided into a plurality of elements by element division corresponding to the finite element method (FEM), for example, mesh division, and the tire is divided into a computer program created based on a numerical / analytical method. This is a numerical value in the input data format. This element division means dividing an object such as a tire and a road surface into several small (finite) small parts. After calculating every small part and calculating all the small parts, the whole response can be obtained by adding all the small parts. Note that a difference method or a finite volume method may be used as a numerical analysis method.

このタイヤモデルの作成は、タイヤ断面のモデルを作成した後に、パターンをモデル化する。まず、ステップ200において、タイヤ径方向断面のモデル(タイヤ断面データ)を作成する。このタイヤ断面データは、タイヤ外形をレーザー形状測定器等で計測し値を採取する。また、タイヤ内部の構造は設計図面および実際のタイヤ断面データ等から正確なものを採取する。タイヤ断面内のゴム、補教材(ベルト、プライ等、鉄・有機繊維等でできた補強コードをシート状に束ねたもの)をそれぞれ有限要素法のモデル化手法に応じてモデル化する。このようにモデル化したタイヤ径方向断面のモデルを図4に示した。   In creating the tire model, a pattern is modeled after a tire cross-section model is created. First, in step 200, a tire radial section model (tire section data) is created. The tire cross-section data is obtained by measuring the tire outer shape with a laser shape measuring instrument or the like. Also, the exact structure of the tire is taken from the design drawings and actual tire cross-section data. Rubber and supplementary teaching materials (belts, plies, etc., in which reinforcing cords made of iron and organic fibers are bundled in a sheet) are modeled according to the modeling method of the finite element method. A model of the tire radial cross section modeled in this way is shown in FIG.

次のステップ202では、2次元データであるタイヤ断面データ(タイヤ径方向断面のモデル)を周方向に一周分展開し、タイヤの3次元(3D)モデルを作成する。この場合、ゴム部は8節点ソリッド要素、補教材は角度を表現できる異方性シェル要素でモデル化することが望ましい。   In the next step 202, tire cross-section data (tire radial cross-section model), which is two-dimensional data, is developed by one turn in the circumferential direction to create a three-dimensional (3D) model of the tire. In this case, it is desirable to model the rubber part with an 8-node solid element and the supplementary teaching material with an anisotropic shell element that can express an angle.

次のステップ204では、パターンをモデル化する。このパターンのモデル化は、パターンの一部または全部を別個にモデル化し、上記タイヤモデルにトレッド部分として貼りつけてパターンを作成することや、タイヤ断面データを周方向に展開する際にリブ・ラグ成分を考慮してパターンを作成することを採用できる。このようにして3次元的にモデル化した3Dモデルを図5に示した。   In the next step 204, the pattern is modeled. Modeling this pattern involves modeling a part or all of the pattern separately and pasting it as a tread on the tire model, or creating a pattern when developing tire cross-section data in the circumferential direction. It is possible to adopt creating a pattern in consideration of components. FIG. 5 shows a 3D model modeled three-dimensionally in this way.

次のステップ206では、少なくとも路面を含むタイヤに関係する物のモデルを作成する。このステップ206では、タイヤの一部および接地面、タイヤが移動・変形する領域を含む路面を分割してモデル化した路面モデルの作成と共に路面状態の入力がなされる。この路面状態とは、路面形状や路面材料である。この路面状態による摩擦の影響については後述する。なお、タイヤと路面との間に介在する流体領域を分割してモデル化してもよい。   In the next step 206, a model of an object related to the tire including at least the road surface is created. In this step 206, the road surface state is input together with the creation of a road surface model obtained by dividing and modeling the road surface including a part of the tire, the ground contact surface, and the region where the tire moves and deforms. This road surface state is a road surface shape or a road surface material. The influence of friction due to this road surface condition will be described later. The fluid region interposed between the tire and the road surface may be divided and modeled.

次のステップ208では、タイヤ各部のゴム構成材料を設定する。上記のように、構造的には、タイヤ内のゴム、及び補教材をそれぞれ有限要素法によるモデル化を行ったが、そのタイヤ内のゴムすなわち、タイヤ各部のゴム構成材料はまちまちである。そこで、このステップ208においてタイヤ各部のゴム構成材料を設定する。これにより、タイヤを構成する各種データを規定することができる。   In the next step 208, the rubber constituent material of each part of the tire is set. As described above, structurally, the rubber in the tire and the supplementary teaching material are modeled by the finite element method, but the rubber in the tire, that is, the rubber constituent material of each part of the tire varies. Therefore, in this step 208, the rubber constituent material of each part of the tire is set. Thereby, various data constituting the tire can be defined.

図2のステップ102では、境界条件等の各種のシミュレーション条件の設定処理が行われる。シミュレーション条件の設定は、タイヤモデルに解析上、すなわちタイヤの挙動をシミュレートする上で必要なものであり、タイヤモデルに付与する各種のシミュレーション条件である。   In step 102 in FIG. 2, setting processing of various simulation conditions such as boundary conditions is performed. The setting of the simulation condition is necessary for analysis of the tire model, that is, for simulating the behavior of the tire, and is various simulation conditions given to the tire model.

まず、シミュレーション条件のうち、境界条件の設定として、例えば内圧及び荷重が設定される。また、その他のシミュレーション条件としては、まず路面の摩擦係数μや路面速度がある。路面の摩擦係数μの設定は、路面をモデル化してそのモデル化した路面を実際の路面に近似する設定をすることに相当する。路面のモデル化は、路面形状を要素分割してモデル化し、路面の摩擦係数μを選択設定することで路面状態を入力することができる。例えば、路面状態により乾燥(DRY)、濡れ(WET)、氷上、雪上、非舗装等に対応する路面の摩擦係数μが存在するので、摩擦係数μについて適正な値を選択することで、実路面を再現させることができる。   First, of the simulation conditions, for example, an internal pressure and a load are set as the boundary conditions. Other simulation conditions include a road surface friction coefficient μ and a road surface speed. Setting the friction coefficient μ of the road surface corresponds to setting the road surface as a model and approximating the modeled road surface to the actual road surface. The road surface can be modeled by dividing the road surface shape into elements and modeling it, and selecting and setting the road surface friction coefficient μ. For example, depending on the road surface condition, there is a road friction coefficient μ corresponding to dry (DRY), wet (WET), ice, snow, unpaved, etc., so by selecting an appropriate value for the friction coefficient μ, the actual road surface Can be reproduced.

なお、タイヤは、その接地圧に応じて摩擦係数μが変化することが知られている。そこで、本実施の形態では、摩擦係数μと接地圧Pとの関係を予め実験などにより求めた特性(μ−Pカーブ)を、データベース化して、これを用いるものとする。   It is known that the friction coefficient μ of a tire changes according to the contact pressure. Therefore, in the present embodiment, a characteristic (μ-P curve) obtained by an experiment or the like in advance for the relationship between the friction coefficient μ and the contact pressure P is made into a database and used.

さらに、その他のシミュレーション条件として、タイヤに発生するトルクやスリップ角がある。トルクの設定は、タイヤに発生する前後力を設定することに相当し、スリップ角の設定は、タイヤに発生する横力を設定することに相当する。なお、ステップ102で設定する各種のシミュレーション条件は上記の例に限られるものではない。   Further, other simulation conditions include a torque generated in the tire and a slip angle. Setting the torque corresponds to setting the longitudinal force generated in the tire, and setting the slip angle corresponds to setting the lateral force generated in the tire. Note that the various simulation conditions set in step 102 are not limited to the above example.

次のステップ104では、タイヤの転動解析を実行する。この転動解析は、路面に接触したタイヤを回転させたときの変化、すなわちタイヤ形状の変形を解析するものであり、経時変化によって摩耗が進展する可能性を把握するために必要となる処理である。   In the next step 104, tire rolling analysis is executed. This rolling analysis is a process that is necessary for grasping the possibility of wear progressing due to changes over time, which is to analyze the change when the tire in contact with the road surface is rotated, that is, the deformation of the tire shape. is there.

具体的には、図6に示す処理ルーチンが実行される。まず、ステップ300では、タイヤモデルと理想平面路面モデルとを読み取る。   Specifically, the processing routine shown in FIG. 6 is executed. First, in step 300, a tire model and an ideal planar road surface model are read.

次のステップ302では、タイヤモデルと路面モデルとを接近させて、接触させる。このステップ302では、タイヤモデルを路面モデルに水平に接近(平押し)することを想定する。この平押しは、荷重値またはたわみ量で制御する。なお、キャンバー角を指定する場合は、タイヤモデルを指定するキャンバー角だけ路面モデルに対して傾斜すればよい。   In the next step 302, the tire model and the road surface model are brought close to each other and brought into contact with each other. In step 302, it is assumed that the tire model is horizontally approached (flat pressed) to the road surface model. This flat pushing is controlled by a load value or a deflection amount. In addition, what is necessary is just to incline with respect to a road surface model only the camber angle which designates a tire model, when designating a camber angle.

次のステップ304では、タイヤモデルの中心点を路面モデルに対して水平方向に移動させる。このとき、タイヤモデルとタイヤモデルの軸とは拘束されており、そしてタイヤモデルと路面モデルとの間に摩擦力が存在するため、タイヤモデルの拘束が解除されてタイヤモデルが回転する。なお、タイヤモデルの中心点の移動方向をタイヤモデルの向きから変化させることで、操舵角による方向指示をした状態について計算上で実現することができる。   In the next step 304, the center point of the tire model is moved in the horizontal direction with respect to the road surface model. At this time, the tire model and the shaft of the tire model are constrained, and a frictional force exists between the tire model and the road surface model, so that the restraint of the tire model is released and the tire model rotates. Note that, by changing the moving direction of the center point of the tire model from the direction of the tire model, it is possible to realize in a calculation the state in which the direction is instructed by the steering angle.

図2のステップ106では、上記転動解析後の摩耗エネルギー分布を求める。摩耗エネルギーEwは、タイヤ踏面の摩擦仕事量に相当し、以下のようにして求めることができる。なお、摩耗エネルギーは、摩擦エネルギーという場合がある。   In step 106 of FIG. 2, the wear energy distribution after the rolling analysis is obtained. The wear energy Ew corresponds to the friction work of the tire tread and can be obtained as follows. The wear energy may be referred to as friction energy.

すなわち、本出願人により提案されているタイヤ摩耗寿命予測方法(特開平11−326144号公報)にも述べられているように、摩耗エネルギーEwは、摩擦力(水平応力:路面から受ける路面の接線方向応力)Tとタイヤ踏面の滑り量Sの乗算から求めることができる(Ew=T・S)。   That is, as described in the tire wear life prediction method proposed by the present applicant (Japanese Patent Laid-Open No. 11-326144), the wear energy Ew is the frictional force (horizontal stress: tangent to the road surface received from the road surface). It can be obtained by multiplying the directional stress (T) by the slip amount S of the tire tread (Ew = T · S).

ここで、本実施の形態におけるFEMでは、モデル内の全ての節点や要素について、応力と節点座標の変位(要素歪み)とを求めることができる。そして、上述のように、タイヤの転動計算では、タイヤモデルを路面モデルに押しつけ、水平方向に移動させようとする。このため、路面モデルとタイヤモデルの接触している領域(踏面)において摩擦力(水平応力)及び垂直応力が生じる。このとき、路面モデルと接触しているタイヤモデルの踏面内の節点は、以下のような挙動をする。   Here, in the FEM according to the present embodiment, the stress and the displacement of the node coordinates (element distortion) can be obtained for all the nodes and elements in the model. As described above, in the tire rolling calculation, the tire model is pressed against the road surface model to move in the horizontal direction. For this reason, frictional force (horizontal stress) and vertical stress are generated in the region (tread surface) where the road surface model and the tire model are in contact. At this time, the nodes in the tread surface of the tire model in contact with the road surface model behave as follows.

(垂直応力)×(摩擦係数μ)≧(水平応力)   (Vertical stress) x (Friction coefficient μ) ≥ (Horizontal stress)

の条件では、タイヤモデルは路面モデルに拘束されて、踏面内の節点は移動せずに、変位はない。 Under the conditions, the tire model is constrained by the road surface model, the nodes in the tread do not move, and there is no displacement.

(垂直応力)×(摩擦係数μ)<(水平応力)   (Vertical stress) x (Friction coefficient μ) <(Horizontal stress)

の条件では、タイヤモデルは路面モデルに拘束されず、踏面内の節点は路面モデルに対して相対的に移動する。この場合、タイヤモデルは水平応力を緩和する方向に変形し、変位が生じる。 Under the conditions, the tire model is not constrained by the road surface model, and the nodes in the tread move relative to the road surface model. In this case, the tire model is deformed in a direction to relax the horizontal stress, and displacement occurs.

上述のタイヤモデルが路面モデルに接触しているときの変位を滑り量と定める。これは、任意の節点が路面モデルと接触を開始してから接触が終了するまでの間に、節点が路面モデル内で移動した変位を、滑り量として求めるものである。従って、FEMにより求まる応力及び変位から摩耗エネルギーを求めることができる。   The displacement when the tire model mentioned above is in contact with the road surface model is defined as the slip amount. In this method, a displacement in which a node has moved in the road surface model between the time when an arbitrary node starts contact with the road surface model and the time when contact ends is obtained as a slip amount. Therefore, the wear energy can be obtained from the stress and displacement obtained by FEM.

ステップ108では、ステップ106で求めた各節点の摩耗エネルギーから摩耗量を各々求める。   In step 108, the wear amount is obtained from the wear energy of each node obtained in step 106.

本実施形態では、図7に示す特性Bに表わされるような摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係を示すテーブルデータを予め求めておき、これをコンピュータ本体12のハードディスク等に格納しておく。そして、このテーブルデータを用いて各節点の摩耗量を求める。なお、テーブルデータではなく、摩耗エネルギーと摩耗量との対応関係を示す近似関数を予め求めておき、この近似関数を用いて摩耗エネルギーから摩耗量を求めるようにしてもよい。   In the present embodiment, table data indicating a non-linear correspondence between wear energy and wear amount as represented by the characteristic B shown in FIG. 7 is obtained in advance and stored in a hard disk or the like of the computer main body 12. . And the wear amount of each node is calculated | required using this table data. Instead of the table data, an approximate function indicating a correspondence relationship between the wear energy and the wear amount may be obtained in advance, and the wear amount may be obtained from the wear energy using this approximate function.

この摩耗エネルギーと摩耗量との対応関係は、例えばゴム試験片を用いた室内試験により取得する。従来、摩耗エネルギーを算出する場合、所謂ランボーン試験等において、ゴム試験片に加えられる軸力と滑り量とに基づいて摩耗エネルギーを算出していた。この場合の軸力は、タイヤの踏み込みから蹴り出しまでの力の和によって求められるが、踏み込み側の力(ドライビング力)の発生する方向と蹴り出し側の力(ブレーキング力)の発生する方向とは逆向きとなるため、ドライビング力の総和の絶対値とブレーキング力の総和の絶対値とが同一の場合、ドライビング力の総和とブレーキング力の総和との和が零となり、軸力が零となってしまう場合がある。これにより、摩耗エネルギーが零になってしまう場合がある。   The correspondence relationship between the wear energy and the wear amount is obtained, for example, by a laboratory test using a rubber test piece. Conventionally, when calculating the wear energy, the wear energy is calculated based on the axial force applied to the rubber test piece and the amount of slippage in a so-called lambone test or the like. The axial force in this case is determined by the sum of the forces from the depression of the tire to the kicking out, but the direction in which the depression force (driving force) is generated and the direction in which the kicking force (braking force) is generated Therefore, if the absolute value of the sum of the driving force and the absolute value of the sum of the braking force are the same, the sum of the sum of the driving force and the sum of the braking force is zero, and the axial force is It may become zero. Thereby, wear energy may become zero.

しかしながら、実際には、タイヤの蹴り出し側近傍にタイヤが摩耗する領域が存在し、特に摩耗エネルギーが低い領域では、軸力に基づいて摩耗エネルギーを算出したのでは精度良く摩耗エネルギーを求めることができない。従って、軸力に基づいて摩耗エネルギーではなく、せん断力に基づいて摩耗エネルギーを求める必要がある。   However, in reality, there is a region where the tire wears in the vicinity of the tire kick-out side, and particularly in a region where the wear energy is low, the wear energy is calculated based on the axial force to obtain the wear energy with high accuracy. Can not. Therefore, it is necessary to determine the wear energy based on the shear force, not the wear energy based on the axial force.

そこで、本実施形態では、例えばゴム試験片を高解像度のサンプリングカメラ等を含んで構成された踏面観察機を用いてゴム試験片の踏面の挙動を計測し、ゴム試験片の表面に発生するせん断力に基づいて摩耗エネルギーを算出し、摩耗エネルギーと摩耗量との対応関係を取得する。これにより、摩耗エネルギーと摩耗量との関係が非線形な関係となる摩耗エネルギーが低い領域の対応関係を精度良く取得することができる。   Therefore, in the present embodiment, for example, the behavior of the tread surface of the rubber test piece is measured using a tread observation machine configured to include a high resolution sampling camera or the like, and shear generated on the surface of the rubber test piece is measured. The wear energy is calculated based on the force, and the correspondence between the wear energy and the wear amount is acquired. As a result, it is possible to accurately acquire a correspondence relationship in a region where the wear energy is low, where the relationship between the wear energy and the wear amount is nonlinear.

ステップ110では、予め定めた複数のシミュレーション条件全てで上記ステップ102〜108を実行したか否かを判断し、複数のシミュレーション条件全てにおいて上記ステップ102〜108の処理を実行した場合はステップ112へ移行し、いまだ実行していないシミュレーション条件がある場合には、ステップ102へ戻ってシミュレーション条件を再設定し、上記と同様の処理を繰り返す。   In step 110, it is determined whether or not the above steps 102 to 108 have been executed under all of a plurality of predetermined simulation conditions. If the processing of steps 102 to 108 has been executed under all of the plurality of simulation conditions, the process proceeds to step 112. However, if there is a simulation condition that has not yet been executed, the process returns to step 102 to reset the simulation condition, and the same processing as described above is repeated.

ステップ102のシミュレーション条件の再設定では、例えばタイヤに発生する前後力に相当するトルクや、タイヤに発生する横力に相当するスリップ角を変更することが考えられる。   In the resetting of the simulation conditions in step 102, for example, it is conceivable to change the torque corresponding to the longitudinal force generated in the tire or the slip angle corresponding to the lateral force generated in the tire.

タイヤに発生する前後力や横力は、走行する路面の状態によって異なる。例えば高速道路等の直進走行が多い路面と、坂道等のアップダウン走行が多い路面、市街地等のコーナリング走行が多い路面等では、タイヤに発生する前後力や横力が異なる。   The longitudinal force and lateral force generated in the tire vary depending on the road surface condition. For example, the front / rear force and lateral force generated on the tire are different on a road surface with a lot of straight running such as an expressway, a road surface with a lot of up / down running such as a slope, and a road surface with a lot of cornering running such as an urban area.

従って、前後力及び横力を異ならせ、他のシミュレーション条件を同一として上記ステップ102〜108の処理を複数回行うことにより、走行コースの性質に応じたシミュレーションを行うことが可能となる。   Therefore, it is possible to perform a simulation according to the nature of the traveling course by making the longitudinal force and the lateral force different and performing the processing of the above steps 102 to 108 a plurality of times under the same other simulation conditions.

例えば、シミュレーション対象の走行コースが直進走行の割合が50%、アップダウン走行の割合が30%、コーナリング走行の割合が20%の場合、ステップ106の摩耗エネルギーの算出において、各条件で算出した摩耗エネルギーに上記の割合を乗算することで、シミュレーション対象の走行コースを走行した場合のタイヤの摩耗を精度良くシミュレーションすることが可能となる。   For example, if the traveling course to be simulated has a straight travel ratio of 50%, an up / down travel ratio of 30%, and a cornering travel ratio of 20%, the wear energy calculated under each condition in the calculation of the wear energy in step 106 By multiplying the energy by the above ratio, it is possible to accurately simulate the wear of the tire when the vehicle travels on the simulation course.

そして、複数のシミュレーション条件全てで各節点の摩耗量を求めた場合には、ステップ112において、複数のシミュレーション条件で求めた摩耗量の平均値を節点毎に求める。なお、平均値に限られるものではなく、加重平均値や中央値等、複数のシミュレーション条件で求めた摩耗量を代表する値であればよい。   When the amount of wear at each node is obtained under all of the plurality of simulation conditions, in step 112, the average value of the amount of wear obtained under the plurality of simulation conditions is obtained for each node. In addition, it is not restricted to an average value, What is necessary is just a value which represents the abrasion amount calculated | required on several simulation conditions, such as a weighted average value and a median value.

ステップ114では、タイヤモデルを、ステップ112で求めた各節点の摩耗量だけ削ったタイヤモデルに修正する。すなわち、摩耗量に対応する距離だけ各節点の座標を移動させる。   In step 114, the tire model is corrected to a tire model that has been cut by the wear amount of each node obtained in step 112. That is, the coordinates of each node are moved by a distance corresponding to the wear amount.

次のステップ116では、予め定めた終了条件を満たすか否かを判断し、終了条件を満たす場合にはステップ118へ移行し、終了条件を満たさない場合には、ステップ102へ戻って上記と同様の処理を繰り返す。   In the next step 116, it is determined whether or not a predetermined end condition is satisfied. If the end condition is satisfied, the process proceeds to step 118. If the end condition is not satisfied, the process returns to step 102 and the same as above. Repeat the process.

終了条件としては、上記ステップ102〜114の繰り返し計算回数、すなわち、タイヤモデルの修正回数が予め定めた回数になった場合とすることができる。また、摩耗量が予め定めた摩耗量になった節点が存在する場合を終了条件としてもよく、各摩耗量の平均値が予め定めた摩耗量になった場合を終了条件としてもよい。なお、上記の終了条件の例は一例であり、上記の例に限られるものではない。   As an end condition, the number of repetitions of steps 102 to 114, that is, the number of corrections of the tire model may be a predetermined number. The end condition may be a node where the wear amount is a predetermined wear amount, and the end condition may be a case where the average value of each wear amount is a predetermined wear amount. Note that the above example of the end condition is an example, and is not limited to the above example.

ステップ118では、上述の計算結果を出力する。この計算結果の一例として、最終的に修正されたタイヤモデルを表示するための表示用データがある。この表示用データによって、経時変化によって移行するタイヤについて、応力分布や摩耗エネルギー分布の状態を把握するためのイメージを表示することができる。また、最終的な各種データ(例えば、シミュレーション条件、摩耗量などのパラメータ)を出力してもよい。   In step 118, the calculation result is output. As an example of the calculation result, there is display data for displaying the finally corrected tire model. With this display data, it is possible to display an image for grasping the state of stress distribution and wear energy distribution for a tire that shifts with time. Further, final various data (for example, parameters such as simulation conditions and wear amount) may be output.

このように、本実施形態においては、従来のように複数のシミュレーション条件における摩耗エネルギーの平均値を求めてから、その平均値に対応する摩耗量を求めるのではなく、複数のシミュレーション条件で求めた摩耗エネルギーの各々に対応する摩耗量を求めてから、各摩耗量の平均値を求めてタイヤモデルを修正するようにしたため、特に摩耗エネルギーが低い領域においてタイヤの摩耗が進展してゆく過程を正確にシミュレーションすることができる。   Thus, in this embodiment, after obtaining the average value of wear energy under a plurality of simulation conditions as in the prior art, the amount of wear corresponding to the average value is not obtained, but obtained under a plurality of simulation conditions. Since the tire model was corrected by obtaining the wear amount corresponding to each wear energy and then obtaining the average value of each wear amount, the process of tire wear progressing particularly in the region where the wear energy is low is accurate. Can be simulated.

10 キーボード
12 コンピュータ本体
14 CRT
30 タイヤモデル
FD フレキシブルディスク
10 Keyboard 12 Computer body 14 CRT
30 Tire model FD Flexible disk

Claims (4)

次の各ステップを含むタイヤ摩耗のシミュレーション方法。
(a)タイヤを有限個の複数の要素に分割したタイヤモデルを作成するステップ。
(b)前記タイヤモデルの転動による変形計算に関するシミュレーション条件を設定するステップ。
(c)前記シミュレーション条件に基づいて前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ。
(d)前記変形計算の計算結果に基づいて、前記要素の各々の摩耗エネルギーを計算するステップ。
(e)予め定めた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係であって、サンプリングカメラを含む踏面観察機を用いてゴム試験片の踏面の挙動を計測し、前記ゴム試験片の表面に発生するせん断力に基づいて摩耗エネルギーを算出することにより得られた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係に基づいて、前記摩耗エネルギーに対応する摩耗量を前記要素の各々について計算するステップ。
(f)前記シミュレーション条件の少なくとも一部の条件が異なる複数のシミュレーション条件で前記ステップ(b)〜(e)が繰り返し実行されるように制御するステップ。
(g)前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の代表値を前記要素の各々について計算するステップ。
(h)前記要素の各々について求めた前記摩耗量の代表値に基づいて、前記タイヤモデルを修正するステップ。
(i)予め定めた終了条件を満たすまで、前記ステップ(f)〜(h)の処理が繰り返し実行されるように制御するステップ。
(j)前記ステップ(i)の処理結果を出力するステップ。
A tire wear simulation method including the following steps.
(A) A step of creating a tire model in which a tire is divided into a finite number of elements.
(B) A step of setting simulation conditions relating to deformation calculation by rolling of the tire model.
(C) A step of executing deformation calculation of the tire model based on the simulation conditions.
(D) calculating wear energy of each of the elements based on the calculation result of the deformation calculation;
(E) Non-linear correspondence between predetermined wear energy and wear amount , which is generated on the surface of the rubber test piece by measuring the behavior of the rubber test piece using a tread observation device including a sampling camera. Calculating a wear amount corresponding to the wear energy for each of the elements based on a non-linear correspondence between the wear energy and the wear amount obtained by calculating the wear energy based on the shearing force to be applied .
(F) A step of controlling the steps (b) to (e) to be repeatedly executed under a plurality of simulation conditions in which at least some of the simulation conditions are different.
(G) calculating a plurality of representative values of the wear amounts calculated under the plurality of simulation conditions for each of the elements;
(H) A step of correcting the tire model based on the representative value of the wear amount obtained for each of the elements.
(I) A step of controlling the processes of steps (f) to (h) to be repeatedly executed until a predetermined end condition is satisfied.
(J) A step of outputting the processing result of step (i).
前記摩耗量の代表値は、前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の平均値である
請求項1記載のタイヤ摩耗のシミュレーション方法。
The tire wear simulation method according to claim 1, wherein the representative value of the wear amount is an average value of the plurality of wear amounts calculated under the plurality of simulation conditions.
タイヤを有限個の複数の要素に分割したタイヤモデルを作成する作成手段と、
前記タイヤモデルの転動による変形計算に関するシミュレーション条件を設定する設定手段と、
前記シミュレーション条件に基づいて前記タイヤモデルの変形計算を実行する変形計算手段と、
前記変形計算の計算結果に基づいて、前記要素の各々の摩耗エネルギーを計算する摩耗エネルギー計算手段と、
予め定めた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係であって、サンプリングカメラを含む踏面観察機を用いてゴム試験片の踏面の挙動を計測し、前記ゴム試験片の表面に発生するせん断力に基づいて摩耗エネルギーを算出することにより得られた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係に基づいて、前記摩耗エネルギーに対応する摩耗量を前記要素の各々について計算する摩耗量計算手段と、
前記シミュレーション条件の少なくとも一部の条件が異なる複数のシミュレーション条件で前記設定手段、前記変形計算手段、及び前記摩耗エネルギー計算手段による処理が繰り返し実行されるように制御する第1の繰り返し制御手段と、
前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の代表値を前記要素の各々について計算する代表値計算手段と、
前記要素の各々について求めた前記摩耗量の代表値に基づいて、前記タイヤモデルを修正する修正手段と、
予め定めた終了条件を満たすまで、前記制御手段、前記代表値計算手段、及び前記修正手段による処理が繰り返し実行されるように制御する第2の繰り返し制御手段と、
前記第2の繰り返し制御手段による処理結果を出力する出力手段と、
を備えたタイヤ摩耗のシミュレーション装置。
Creating means for creating a tire model by dividing a tire into a finite number of elements;
Setting means for setting simulation conditions for deformation calculation by rolling of the tire model;
Deformation calculation means for executing deformation calculation of the tire model based on the simulation conditions;
Wear energy calculating means for calculating the wear energy of each of the elements based on the calculation result of the deformation calculation;
Non-linear correspondence between wear energy and wear amount determined in advance , measuring the behavior of the tread surface of a rubber test piece using a tread observation machine including a sampling camera, and the shear force generated on the surface of the rubber test piece Wear amount calculation means for calculating a wear amount corresponding to the wear energy for each of the elements based on a non-linear correspondence between the wear energy and the wear amount obtained by calculating the wear energy based on
First iterative control means for controlling the setting means, the deformation calculation means, and the wear energy calculation means to be repeatedly executed under a plurality of simulation conditions in which at least some of the simulation conditions are different;
Representative value calculation means for calculating a representative value of the plurality of wear amounts calculated under the plurality of simulation conditions for each of the elements;
Correction means for correcting the tire model based on the representative value of the wear amount obtained for each of the elements;
A second repetitive control means for controlling the processing by the control means, the representative value calculating means, and the correcting means to be repeatedly executed until a predetermined end condition is satisfied;
Output means for outputting a processing result by the second repetition control means;
Tire wear simulation device equipped with.
次の各ステップを含む処理をコンピュータに実行させるためのタイヤ摩耗のシミュレーションプログラム。
(a)タイヤを有限個の複数の要素に分割したタイヤモデルを作成するステップ。
(b)前記タイヤモデルの転動による変形計算に関するシミュレーション条件を設定するステップ。
(c)前記シミュレーション条件に基づいて前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ。
(d)前記変形計算の計算結果に基づいて、前記要素の各々の摩耗エネルギーを計算するステップ。
(e)予め定めた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係であって、サンプリングカメラを含む踏面観察機を用いてゴム試験片の踏面の挙動を計測し、前記ゴム試験片の表面に発生するせん断力に基づいて摩耗エネルギーを算出することにより得られた摩耗エネルギーと摩耗量との非線形な対応関係に基づいて、前記摩耗エネルギーに対応する摩耗量を前記要素の各々について計算するステップ。
(f)前記シミュレーション条件の少なくとも一部の条件が異なる複数のシミュレーション条件で前記ステップ(b)〜(e)が繰り返し実行されるように制御するステップ。
(g)前記複数のシミュレーション条件で計算された複数の前記摩耗量の代表値を前記要素の各々について計算するステップ。
(h)前記要素の各々について求めた前記摩耗量の代表値に基づいて、前記タイヤモデルを修正するステップ。
(i)予め定めた終了条件を満たすまで、前記ステップ(f)〜(h)の処理を繰り返し実行されるように制御するステップ。
(j)前記ステップ(i)の処理結果を出力するステップ。
A tire wear simulation program for causing a computer to execute processing including the following steps.
(A) A step of creating a tire model in which a tire is divided into a finite number of elements.
(B) A step of setting simulation conditions relating to deformation calculation by rolling of the tire model.
(C) A step of executing deformation calculation of the tire model based on the simulation conditions.
(D) calculating wear energy of each of the elements based on the calculation result of the deformation calculation;
(E) Non-linear correspondence between predetermined wear energy and wear amount , which is generated on the surface of the rubber test piece by measuring the behavior of the rubber test piece using a tread observation device including a sampling camera. Calculating a wear amount corresponding to the wear energy for each of the elements based on a non-linear correspondence between the wear energy and the wear amount obtained by calculating the wear energy based on the shearing force to be applied .
(F) A step of controlling the steps (b) to (e) to be repeatedly executed under a plurality of simulation conditions in which at least some of the simulation conditions are different.
(G) calculating a plurality of representative values of the wear amounts calculated under the plurality of simulation conditions for each of the elements;
(H) A step of correcting the tire model based on the representative value of the wear amount obtained for each of the elements.
(I) A step of controlling so that the processes of steps (f) to (h) are repeatedly executed until a predetermined end condition is satisfied.
(J) A step of outputting the processing result of step (i).
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