JP5650445B2 - Simulation method - Google Patents
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Description
本発明は、発泡ゴムが用いられたゴム製品の性能を示す評価値を算出するシミュレーション方法、及びシミュレーション方法を実行するシミュレーション装置に関する。 The present invention relates to a simulation method for calculating an evaluation value indicating the performance of a rubber product using foamed rubber, and a simulation apparatus for executing the simulation method.
タイヤの開発において、有限要素法などのシミュレーション方法や計算機環境の発達により、実際にタイヤを製造し、自動車に装着して荷重試験や走行試験を行わなくても、新たに設計したタイヤの物理量を算出して、タイヤの変形の様子を可視化したり、タイヤ性能の評価値を算出したりすることが可能になった(例えば、特許文献1参照)。 In the development of tires, due to the development of simulation methods such as the finite element method and the computer environment, the physical quantities of newly designed tires can be measured without actually manufacturing tires and attaching them to automobiles for load tests and running tests. It is possible to calculate and visualize the state of deformation of the tire and to calculate the evaluation value of the tire performance (see, for example, Patent Document 1).
トレッド部に、複数の空隙が形成された発泡ゴムが用いられたタイヤ(例えば、特許文献2参照)についても、シミュレーション方法を用いて、性能が評価されている。 The performance of tires using foamed rubber with a plurality of voids formed in the tread portion (see, for example, Patent Document 2) is also evaluated using a simulation method.
発泡ゴムが用いられたタイヤを有限個の要素に分割してシミュレーションする方法では、気泡も考慮した要素サイズを定義すれば、実際のタイヤに近い評価値が算出できる。具体的には、要素に気泡の特性を表す物性値を入力するため、気泡を構成する要素も含むように、タイヤを有限個の要素に分割する。ただし、気泡を考慮すると、要素サイズを極端に小さくしなければならないため、演算量が大幅に増加する。このため、発泡ゴムが用いられていない通常のタイヤと同様の数の要素に分割してシミュレーションが行われていた。 In the simulation method by dividing a tire using foamed rubber into a finite number of elements, an evaluation value close to that of an actual tire can be calculated by defining an element size that also considers bubbles. Specifically, in order to input physical property values representing the characteristics of the bubbles into the elements, the tire is divided into a finite number of elements so as to include the elements constituting the bubbles. However, if bubbles are taken into account, the element size has to be extremely reduced, which greatly increases the amount of calculation. For this reason, the simulation is performed by dividing into the same number of elements as those of a normal tire in which foam rubber is not used.
しかしながら、気泡が考慮されていないため、発泡ゴムが用いられたタイヤは、通常のタイヤと比較して、実際のタイヤを用いた試験から得られた評価値とシミュレーションして得られた評価値とのズレが大きかった。これは、タイヤに限らず、発泡ゴムが用いられた他のゴム製品でも同様の問題が生じていた。 However, since bubbles are not taken into consideration, tires using foamed rubber have an evaluation value obtained from a test using an actual tire and an evaluation value obtained by simulation compared to a normal tire. There was a big gap. This is not limited to tires, and the same problem occurs in other rubber products using foamed rubber.
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、発泡ゴムが用いられたゴム製品について、演算量を大幅に増加させることなく、精度の良い評価値を得られるシミュレーション方法、及びシミュレーション装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such a situation, and for a rubber product in which foamed rubber is used, a simulation method capable of obtaining a highly accurate evaluation value without significantly increasing the amount of calculation, And it aims at providing a simulation apparatus.
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。本発明の特徴は、複数の空隙が形成された発泡ゴムが用いられたゴム製品の性能を示す評価値を算出するシミュレーション方法であって、前記ゴム製品を有限個の要素に分割したゴム製品モデルを設定するモデル設定ステップと、前記ゴム製品モデルに対してゴム製品の物性値を設定する物性値設定ステップと、を有し、前記物性値設定ステップにおいて、前記物性値には、ポアソン比νが含まれ、前記発泡ゴムに対応する前記要素について、前記ポアソン比νを発泡率Pによって補正し、補正後のポアソン比を前記ゴム製品モデルに対して設定し、前記発泡率Pは、前記発泡ゴムの単位体積当たりの空隙容積比であることを要旨とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention has the following features. A feature of the present invention is a simulation method for calculating an evaluation value indicating the performance of a rubber product using foamed rubber in which a plurality of voids are formed, and a rubber product model in which the rubber product is divided into a finite number of elements And a physical property value setting step for setting a physical property value of a rubber product for the rubber product model. In the physical property value setting step, the physical property value has a Poisson's ratio ν. For the element corresponding to the foam rubber, the Poisson's ratio ν is corrected by the foaming rate P, and the corrected Poisson's ratio is set for the rubber product model. The gist is that the void volume ratio per unit volume.
本発明の他の特徴は、前記補正後のポアソン比νを補正ポアソン比ν’とすると、前記物性値設定ステップでは、ν’=ν(1−P)を用いて、前記ポアソン比νを補正することを要旨とする。 Another feature of the present invention is that when the corrected Poisson's ratio ν is a corrected Poisson's ratio ν ′, the Poisson's ratio ν is corrected using ν ′ = ν (1-P) in the physical property value setting step. The gist is to do.
本発明の他の特徴は、複数の空隙が形成された発泡ゴムが用いられたゴム製品の性能を示す評価値を算出するシミュレーション方法であって、前記ゴム製品を有限個の要素に分割したゴム製品モデルを設定するモデル設定ステップと、前記ゴム製品モデルに対してゴム製品の物性値を設定する物性値設定ステップと、を有し、前記物性値設定ステップにおいて、前記物性値には、体積Vが含まれ、前記発泡ゴムに対応する前記要素について、前記体積Vを発泡率Pによって補正し、補正後の体積Vを前記ゴム製品モデルに対して設定し、前記発泡率Pは、前記発泡ゴムの単位体積当たりの空隙容積比であることを要旨とする。 Another feature of the present invention is a simulation method for calculating an evaluation value indicating the performance of a rubber product using a foamed rubber having a plurality of voids, wherein the rubber product is divided into a finite number of elements. A model setting step for setting a product model; and a physical property value setting step for setting a physical property value of the rubber product for the rubber product model. In the physical property value setting step, the physical property value includes a volume V The volume V of the element corresponding to the foamed rubber is corrected by the foaming rate P, the corrected volume V is set for the rubber product model, and the foaming rate P The gist is that the void volume ratio per unit volume.
本発明の他の特徴は、前記補正後の体積Vを補正体積V’とすると、前記物性値設定ステップでは、V’=V(1−P)を用いて、前記体積Vを補正することを要旨とする。 Another feature of the present invention is that when the corrected volume V is a corrected volume V ′, the physical property value setting step corrects the volume V using V ′ = V (1−P). The gist.
本発明の他の特徴は、複数の空隙が形成された発泡ゴムが用いられたゴム製品の性能を示す評価値を算出するシミュレーション方法であって、前記ゴム製品を有限個の要素に分割したゴム製品モデルを設定するモデル設定ステップと、前記ゴム製品モデルに対してゴム製品の物性値を設定する物性値設定ステップと、を有し、前記物性値設定ステップにおいて、前記物性値には、正接損失であるtanδが含まれ、前記発泡ゴムに対応する前記要素について、前記tanδを発泡率Pによって補正し、補正後のtanδを前記ゴム製品モデルに対して設定し、前記発泡率Pは、前記発泡ゴムの単位体積当たりの空隙容積比であることを要旨とする。 Another feature of the present invention is a simulation method for calculating an evaluation value indicating the performance of a rubber product using a foamed rubber having a plurality of voids, wherein the rubber product is divided into a finite number of elements. A model setting step for setting a product model; and a physical property value setting step for setting a physical property value of the rubber product for the rubber product model. In the physical property value setting step, the physical property value includes a tangent loss. Tan δ is included, and for the element corresponding to the foamed rubber, the tan δ is corrected by the foaming rate P, and the corrected tan δ is set for the rubber product model. The gist is the void volume ratio per unit volume of rubber.
本発明の他の特徴は、前記補正後のtanδを補正tanδ’とすると、前記物性値設定ステップでは、tanδ’=tanδ(1−P)を用いて、前記tanδを補正することを要旨とする。 Another feature of the present invention is that when the corrected tan δ is corrected tan δ ′, the physical property value setting step corrects the tan δ using tan δ ′ = tan δ (1-P). .
本発明の他の特徴は、前記ゴム製品は、タイヤであることを要旨とする。 Another feature of the present invention is that the rubber product is a tire.
本発明の他の特徴は、前記性能は、転がり抵抗であることを要旨とする。 Another feature of the present invention is summarized in that the performance is rolling resistance.
本発明の他の特徴は、請求項1から8の何れか1項に記載のシミュレーション方法を実行するシミュレーション装置であることを要旨とする。 Another feature of the present invention is that it is a simulation apparatus for executing the simulation method according to any one of claims 1 to 8.
本発明に係るシミュレーション方法、及びシミュレーション装置によれば、発泡ゴムが用いられたゴム製品について、演算量を大幅に増加させることなく、精度の良い評価値を得ることができる。 According to the simulation method and the simulation apparatus according to the present invention, an accurate evaluation value can be obtained for a rubber product using foamed rubber without significantly increasing the amount of calculation.
本発明に係るシミュレーション方法、及びシミュレーション装置500の一例について、図面を参照しながら説明する。具体的には、(1)タイヤ10の概略構成、(2)シミュレーション装置500の構成、(3)シミュレーション方法、(4)比較評価、(5)作用・効果、(6)その他実施形態、について説明する。
An example of the simulation method and the
以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. It should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones. Accordingly, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. It goes without saying that the drawings include parts having different dimensional relationships and ratios.
(1)タイヤ10の概略構成
本実施形態に係るタイヤ10の概略構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係るタイヤ10のトレッド幅方向とタイヤ径方向に沿った断面図である。
(1) Schematic Configuration of Tire 10 A schematic configuration of the
図1に示されるように、タイヤ10は、トレッド部20、ビード部30、カーカス40及びベルト50を備える。トレッド部20は、溝で区画された陸部を有する。トレッド部20において、路面と接する部分は、発泡ゴム層25によって形成される。発泡ゴム層25とは、複数の空隙が形成された発泡ゴムによって形成される。複数の空隙は、極端な偏りなく、発泡ゴム層25に形成されている。ビード部30は、ビードコア32とビードフィラー35とを有する。ビードコア32は、ビードワイヤー(不図示)によって構成される。ビードフィラー35は、ビード部30の剛性を高めるために設けられる。カーカス40は、一対のビード部30の間を跨るように配置される。カーカス40は、一対のビード部30をそれぞれ包み込んでいる。ベルト50は、複数の並列するコードをゴムで被覆したものである。ベルト50は、トレッド部20とカーカス40との間に位置する。
As shown in FIG. 1, the
(2)シミュレーション装置500の構成
本実施形態に係るシミュレーション装置500の構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、本実施形態に係るシミュレーション装置500の構成を示す図である。
(2) Configuration of
図2に示されるように、シミュレーション装置500は、入力部510と、記憶部520と、処理部530と、表示部540とを備える。入力部510は、後述するタイヤモデル100の挙動をシミュレーションするのに必要な値の入力を促す。必要に応じて、後述するホイールモデル200や路面モデル300等の値の入力を促しても良い。記憶部520は、処理部530による処理を実行するためのプログラム等を記憶する。処理部530は、入力部510により入力された値及び記憶部520に記憶された値に基づいて、有限要素法等の有限個の要素に分割して解析する手法により、タイヤモデル100の挙動を解析する。表示部540は、処理部530により解析された挙動の結果を表示する。シミュレーション装置500は、本実施形態に係るシミュレーション方法を実行する。
As illustrated in FIG. 2, the
(3)シミュレーション方法
本実施形態に係るシミュレーション方法について、図3から図5を参照しながら説明する。図3は、本実施形態に係るシミュレーション方法を説明するフローチャートである。図4は、本実施形態に係るタイヤモデル100を表す斜視図である。図5は、本実施形態に係るタイヤモデル100、ホイールモデル200及び路面モデル300を表す斜視図である。
(3) Simulation Method The simulation method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart for explaining the simulation method according to the present embodiment. FIG. 4 is a perspective view showing the
(3.1)ステップS1
ステップS1は、モデル設定ステップである。ステップS1では、タイヤ10を有限個の要素に分割したタイヤモデル100を設定する。具体的には、図4に示されるように、タイヤモデル100を構成する要素の各々に対して、節点座標値及び形状が定義される。例えば、タイヤモデル100において、トレッド部20を形成する発泡ゴム層25、ビード部30、その他内部ゴムは、ソリッド要素としてモデル化されても良い。カーカス40及びベルト50は、シェル要素、膜要素又はリバー要素としてモデル化されても良い。節点座標値及び形状の定義は、入力部510を通じて入力される。
(3.1) Step S1
Step S1 is a model setting step. In step S1, a
なお、タイヤモデル100は、有限要素法(FEM:Fenite Element Method)に対応した要素分割、すなわち、メッシュ分割によってタイヤを複数の要素に分割することによって、コンピュータ装置によって取り扱い可能な形式に数値化されたものである。
The
タイヤモデル100だけでなく、図5に示すように、ホイールを有限個の要素に分割したホイールモデル200や、路面を有限個の要素に分割した路面モデル300等を設定しても良い。
In addition to the
(3.2)ステップS2
ステップS2は、物性値設定ステップである。ステップS2では、タイヤモデル100に対してタイヤ10の物性値を設定する。タイヤモデル100を構成する要素の各々に対して、物性値が定義される。物性値には、弾性定数、ポアソン比、密度、体積、tanδ等が挙げられる。本実施形態において、ステップS2は、ステップS22、ステップS24及びステップS26から構成される。
(3.2) Step S2
Step S2 is a physical property value setting step. In step S <b> 2, the physical property value of the
物性値は、入力部510によって、各要素に入力される(ステップS22)。発泡ゴム層25に対応する要素に、ポアソン比νが入力された場合、入力されたポアソン比νは、発泡率Pによって補正される(ステップS24)。発泡率Pは、発泡ゴムの単位体積当たりの空隙容積比である。すなわち、発泡率Pは、以下の式1を用いて表される。
The physical property value is input to each element by the input unit 510 (step S22). When the Poisson ratio ν is input to the element corresponding to the foamed
P=Vporous/Vbulk・・・式1
Vporousは、発泡ゴムの単位体積に含まれる空隙の容積を表す。Vbulkは、発泡ゴムの単位体積を表す。
P = Vpoorus / Vbulk ... Formula 1
V porous represents the volume of voids contained in the unit volume of the foamed rubber. V bulk represents a unit volume of the foamed rubber.
発泡ゴム層25に対応する要素にポアソン比νが入力された場合は、例えば、以下の式2を用いて補正される。
When the Poisson's ratio ν is input to the element corresponding to the foamed
ν’=ν(1−P)・・・式2
ν’は、補正後のポアソン比(以下、補正ポアソン比と略す)である。
ν ′ = ν (1−P) Equation 2
ν ′ is a corrected Poisson's ratio (hereinafter abbreviated as a corrected Poisson's ratio).
補正ポアソン比ν’は、発泡ゴム層25に対応する要素に設定される(ステップ26)。 The corrected Poisson's ratio ν 'is set to an element corresponding to the foamed rubber layer 25 (step 26).
発泡ゴムは、空隙を有しているため、通常のゴム(すなわち、空隙がなくゴムが密に充填されているゴム)に比べて、挙動が異なってくる。このため、発泡率Pによって、ポアソン比νを補正することにより、実際のタイヤに近い評価値が算出できる。発泡率Pによって、ポアソン比νを補正する方法は、気泡を構成する要素も含むように、タイヤを有限個の要素に分割するタイヤモデルを作成し、シミュレーションする方法に比べると、演算量は極めて少ない。 Since foamed rubber has voids, it behaves differently than normal rubber (that is, rubber that has no voids and is tightly filled with rubber). For this reason, an evaluation value close to an actual tire can be calculated by correcting the Poisson's ratio ν with the foaming rate P. The method of correcting the Poisson's ratio ν by the foaming rate P creates a tire model that divides the tire into a finite number of elements so as to include the elements that make up the bubbles, and the amount of computation is extremely large compared to the method of simulation. Few.
同様にして、発泡ゴム層25に対応する要素に、体積Vが入力された場合、入力された体積Vは、発泡率Pによって補正される(ステップS24)。
Similarly, when the volume V is input to the element corresponding to the foamed
発泡ゴム層25に対応する要素に体積Vが入力された場合は、例えば、以下の式2を用いて補正される。
When the volume V is input to the element corresponding to the foamed
V’=V(1−P)・・・式3
V’は、補正後の体積(以下、補正体積と略す)である。
V ′ = V (1-P) Equation 3
V ′ is a volume after correction (hereinafter abbreviated as correction volume).
補正体積V’は、発泡ゴム層25に対応する要素に設定される(ステップ26)。 The correction volume V ′ is set to an element corresponding to the foamed rubber layer 25 (step 26).
同様にして、発泡ゴム層25に対応する要素に、tanδ(すなわち、正接損失)が入力された場合、入力されたtanδは、発泡率Pによって補正される(ステップS24)。
Similarly, when tan δ (that is, tangent loss) is input to the element corresponding to the foamed
発泡ゴム層25に対応する要素にtanδが入力された場合は、例えば、以下の式2を用いて補正される。
When tan δ is input to the element corresponding to the foamed
tanδ’=tanδ(1−P)・・・式4
tanδ’は、補正後のtanδ(以下、補正tanδ’と略す)である。
tan δ ′ = tan δ (1-P)
tan δ ′ is a corrected tan δ (hereinafter abbreviated as corrected tan δ ′).
補正tanδ’は、発泡ゴム層25に対応する要素に設定される(ステップ26)。 The correction tan δ 'is set to an element corresponding to the foamed rubber layer 25 (step 26).
評価値に転がり抵抗が含まれる場合、補正体積V’又は/及び補正tanδ’を用いるのが好ましい。転がり抵抗は、タイヤの変形に起因する歪みエネルギー損失が原因の1つである。発泡ゴムが用いられたタイヤ10では、発泡ゴムが用いられていないタイヤ10に比べて、空隙の分だけ、歪みエネルギー損失が少なくなる。従って、発泡率Pを用いて、体積V又は/及びtanδを補正することにより、実際のタイヤに近い評価値が算出できる。
When the evaluation value includes rolling resistance, it is preferable to use the corrected volume V ′ or / and the corrected tan δ ′. Rolling resistance is one of the causes of strain energy loss caused by tire deformation. In the
なお、補正体積V’及び補正tanδ’は、評価値が転がり抵抗の場合だけでなく、他の評価値の算出に用いられてももちろん良い。 Note that the correction volume V ′ and the correction tan δ ′ may be used not only when the evaluation value is rolling resistance but also when calculating other evaluation values.
発泡ゴム層25に対応しない要素(例えば、ビード部30、カーカス40、ベルト50及びその他内部ゴムに対応する要素)に入力された物性値は、そのまま各要素に設定される。また、発泡ゴム層25に対応する要素に入力される物性値であっても、ポアソン比ν、体積V、tanδでなければ、入力された物性値は、そのまま各要素に設定される。
Physical property values input to elements that do not correspond to the foamed rubber layer 25 (for example, elements corresponding to the
ポアソン比ν、体積V、tanδを予め記憶部520に記憶させ、該当する物性値が入力されれば、処理部530が、入力された物性値を補正するように設定しておくことができる。
If the Poisson's ratio ν, the volume V, and tan δ are stored in the
(3.3)ステップS3
ステップS3では、境界条件が設定される。境界条件には、空気圧、荷重、スリップ角、速度、又はリム幅などのタイヤ10の使用条件が挙げられる。なお、ステップS3は、ステップS2の後に必ずしも行われる必要はなく、ステップ3の後に、ステップ2が行われても良い。
(3.3) Step S3
In step S3, boundary conditions are set. The boundary conditions include conditions for using the
(3.4)ステップS4
ステップ4では、ステップS1からステップS3による設定に基づいて解析が行われる。具体的には、処理部530が、記憶部520に記憶されている各要素の座標データと、ステップ2及びステップ3により入力された値とに基づいて有限要素法解析により、各要素の歪、応力などを解析する。なお、有限要素法解析などによる数値解析は一般的であるため、詳細な説明は省略する。これにより、タイヤ10の性能を示す評価値が算出される。
(3.4) Step S4
In
(3.5)ステップS5
ステップ5では、ステップ4により、処理部530によって解析された結果を表示する。具体的には、表示部540に、解析された結果を表示する。
(3.5) Step S5
In
(4)比較評価
本発明の効果を確かめるため、発泡率Pによって補正した物性値(ポアソン比ν、体積V、tanδ)に基づいたシミュレーション方法(実施例)と、補正していない物性値に基づいたシミュレーション方法(比較例)とを比較評価した。具体的には、以下の通りである。
(4) Comparative evaluation In order to confirm the effect of the present invention, a simulation method (Example) based on physical property values (Poisson's ratio ν, volume V, tan δ) corrected by the foaming rate P and based on uncorrected physical property values. The simulation method (comparative example) was compared and evaluated. Specifically, it is as follows.
発泡ゴムが用いられたタイヤを実際に用いて、タイヤの性能(接地長、転がり抵抗)を示す評価値を測定した。発泡ゴムが用いられたタイヤについて、有限要素法に基づくシミュレーション方法により、タイヤの性能を示す評価値を算出した。実施例では、発泡率Pを用いて、ポアソン比ν、体積V及び、正接損失(tanδ)を補正した。具体的には、接地長を示す評価値を算出するときには、式2を用いて、ポアソン比νを補正した。転がり抵抗を示す評価値を算出するときには、式2、式3及び式4を用いて、体積V及び正接損失を補正した。比較例では、補正を行わなかった。
An evaluation value indicating tire performance (contact length, rolling resistance) was measured by actually using a tire using foamed rubber. For a tire using foamed rubber, an evaluation value indicating the performance of the tire was calculated by a simulation method based on the finite element method. In the example, the Poisson's ratio ν, the volume V, and the tangent loss (tan δ) were corrected using the foaming rate P. Specifically, when calculating the evaluation value indicating the contact length, the Poisson's ratio ν is corrected using Equation 2. When calculating the evaluation value indicating the rolling resistance, the volume V and the tangent loss were corrected using Equation 2, Equation 3, and
また、発泡ゴムを用いていないタイヤを実際に用いて、タイヤの性能(接地長、転がり抵抗)を示す評価値を測定した。この評価値を100として、その他の評価値を相対的に表した結果を表1に示す。予測は、シミュレーション方法を用いて得られた評価値であり、実測は、実際のタイヤを用いて測定した評価値である。 Further, an evaluation value indicating tire performance (contact length, rolling resistance) was measured by actually using a tire that did not use foam rubber. Table 1 shows the results of relatively expressing other evaluation values with this evaluation value being 100. The prediction is an evaluation value obtained using a simulation method, and the actual measurement is an evaluation value measured using an actual tire.
なお、参考として、発泡ゴムを用いていないタイヤについて、有限要素法に基づくシミュレーション方法により、タイヤの性能を示す評価値も算出した。
表1に示されるように、発泡ゴムを用いていないタイヤにおいて、接地長及び転がり抵抗は、実測と予測とが一致している。 As shown in Table 1, in the tire that does not use foam rubber, the contact length and the rolling resistance match the actual measurement and the prediction.
発泡ゴムが用いられたタイヤでは、実測と予測が、実施例及び比較例いずれも一致してはいないが、比較例に比べると実施例の方が、実測に近い値が得られている。従って、発泡率Pによって、補正を行うことにより、比較例よりも精度の良い評価値を得られることが明らかになった。 In the tire using foamed rubber, the actual measurement and the prediction do not match in both the example and the comparative example, but the value of the example is closer to the actual measurement than the comparative example. Therefore, it has been clarified that by performing the correction with the foaming rate P, an evaluation value with higher accuracy than the comparative example can be obtained.
(5)作用・効果
本実施形態に係るシミュレーション方法によれば、発泡ゴムに対応する要素について、ポアソン比νを発泡率Pによって補正し、補正後のポアソン比をゴム製品モデルに対して設定する。また、本実施形態に係るシミュレーション方法によれば、発泡ゴムに対応する要素について、体積Vを発泡率Pによって補正し、補正後の体積Vをゴム製品モデルに対して設定する。また、本実施形態に係るシミュレーション方法によれば、発泡ゴムに対応する要素について、tanδを発泡率Pによって補正し、補正後のtanδをゴム製品モデルに対して設定する。
(5) Action / Effect According to the simulation method according to the present embodiment, the Poisson's ratio ν is corrected by the expansion ratio P for the element corresponding to the foamed rubber, and the corrected Poisson's ratio is set for the rubber product model . Further, according to the simulation method according to the present embodiment, the volume V of the element corresponding to the foamed rubber is corrected by the foaming rate P, and the corrected volume V is set for the rubber product model. Further, according to the simulation method according to the present embodiment, tan δ is corrected by the foaming rate P for the element corresponding to the foam rubber, and the corrected tan δ is set for the rubber product model.
発泡ゴムは、空隙を有しているため、通常のゴム(すなわち、空隙がなくゴムが密に充填されているゴム)に比べて、挙動が異なってくる。この挙動の異なる原因となるポアソン比ν、体積V、tanδを、実際の挙動に適合するように補正することによって、実際のタイヤに近い評価値が算出できる。発泡率Pによって、ポアソン比νを補正する方法は、気泡を構成する要素も含むように、タイヤを有限個の要素に分割するタイヤモデルを作成し、シミュレーションする方法に比べると、演算量は極めて少ないため、演算時間が大幅にかかることもない。 Since foamed rubber has voids, it behaves differently than normal rubber (that is, rubber that has no voids and is tightly filled with rubber). By correcting the Poisson's ratio ν, volume V, and tan δ that cause the different behaviors so as to match the actual behavior, an evaluation value close to the actual tire can be calculated. The method of correcting the Poisson's ratio ν by the foaming rate P creates a tire model that divides the tire into a finite number of elements so as to include the elements that make up the bubbles, and the amount of computation is extremely large compared to the method of simulation. Since there are few, calculation time does not take much.
本実施形態に係るシミュレーション方法によれば、式2を用いて、ポアソン比を補正する。また、本実施形態に係るシミュレーション方法によれば、式3を用いて、体積Vを補正する。また、本実施形態に係るシミュレーション方法によれば、式4を用いて、tanδを補正する。これによれば、簡単な式を用いて補正するため、補正に必要な演算量を極めて少なくすることができる。
According to the simulation method according to the present embodiment, the Poisson's ratio is corrected using Equation 2. Further, according to the simulation method according to the present embodiment, the volume V is corrected using Equation 3. Further, according to the simulation method according to the present embodiment, tan δ is corrected using
(6)その他実施形態
本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。
(6) Other Embodiments Although the contents of the present invention have been disclosed through the embodiments of the present invention, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention.
例えば、本実施形態に係るシミュレーション方法において、擬似転動解析が行われても良い。擬似転動解析は、タイヤモデル100を回転させることなくタイヤモデル100の定常状態における力の釣り合いを直接求める。これにより、解析時間を短縮することができる。
For example, the pseudo rolling analysis may be performed in the simulation method according to the present embodiment. In the pseudo-rolling analysis, the balance of forces in the steady state of the
また、本実施形態において、タイヤ10に係るシミュレーション方法を説明したが、これに限られず、発泡ゴムが用いられた他のゴム製品に係るシミュレーションであっても良い。
In the present embodiment, the simulation method related to the
上記の通り、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the present invention includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
10…タイヤ、 20…トレッド部、 25…発泡ゴム層、 30…ビード部、 32…ビードコア、 35…ビードフィラー、 40…カーカス、 50…ベルト、 100…タイヤモデル、 200…ホイールモデル、 300…路面モデル、 500…シミュレーション装置、 510…入力部、 520…記憶部、 530…処理部、 540…表示部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
コンピュータが、複数の空隙が形成された発泡ゴムが用いられたタイヤを有限個の要素に分割して、溝を有するトレッドパターンモデルを設定するモデル設定ステップと、
前記コンピュータが、前記溝を有するトレッドパターンモデルに対してタイヤの物性値を設定する物性値設定ステップと、
を有し、
前記物性値設定ステップにおいて、
前記物性値には、ゴムのポアソン比νが含まれ、
前記コンピュータが、前記発泡ゴムに対応する前記要素について、前記ポアソン比νを発泡率Pによって補正し、補正後のポアソン比を前記溝を有するトレッドパターンモデルに対して設定し、
前記発泡率Pは、前記発泡ゴムの単位体積当たりの空隙容積比として定義され、
前記補正後のポアソン比νを補正ポアソン比ν’とすると、
前記物性値設定ステップでは、ν’=ν(1−P)を用いて、前記ポアソン比νを補正するシミュレーション方法。 A simulation method for calculating an evaluation value indicating the performance of a tire using foamed rubber in which a plurality of voids are formed,
A model setting step in which a computer divides a tire using foamed rubber in which a plurality of voids are formed into a finite number of elements and sets a tread pattern model having a groove ;
A physical property value setting step in which the computer sets a physical property value of a tire for a tread pattern model having the groove ;
Have
In the physical property value setting step,
The physical property values include the Poisson's ratio ν of rubber,
The computer, for the element corresponding to the foam rubber, correct the Poisson ratio ν by the foaming rate P, set the corrected Poisson ratio for the tread pattern model having the groove ,
The foaming ratio P is defined as a void volume ratio per unit volume of the foam rubber ,
When the corrected Poisson's ratio ν is the corrected Poisson's ratio ν ′,
A simulation method for correcting the Poisson's ratio ν using ν ′ = ν (1-P) in the physical property value setting step .
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