JP6163749B2 - Tire simulation method, tire characteristic evaluation method, tire manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、コンピュータを用いてタイヤを解析する技術に関する。 The present invention relates to a technique for analyzing a tire using a computer.
近年では、コンピュータ解析可能なタイヤモデルを作成してシミュレーションを行うシミュレーション装置が実用化されている。かかるシミュレーション装置として、特許文献1に記載される技術が知られている。
In recent years, a simulation apparatus that creates a tire model that can be analyzed by a computer and performs a simulation has been put into practical use. As such a simulation apparatus, a technique described in
図16及び図17は、タイヤ全体のモデルを用いてシミュレーション装置により実行される従来のシミュレーション方法を説明するための図である。図16に示すように、タイヤの内圧成長を測定するためのシミュレーション(変形解析)では、2次元の軸対称モデルを作成して、トレッドのセンター部分P1やショルダー部分P2などの成長量(成長率)の測定を行う。また、図17に示すように、タイヤの耐久性を測定するためのシミュレーション(変形解析)では、タイヤの全体モデルを作成して、タイヤを構成するベルト層に対応する部分P3の層間歪の測定などを行う。 FIGS. 16 and 17 are diagrams for explaining a conventional simulation method executed by a simulation apparatus using a model of the entire tire. As shown in FIG. 16, in the simulation (deformation analysis) for measuring the internal pressure growth of the tire, a two-dimensional axisymmetric model is created and the growth amount (growth rate) of the tread center portion P1, shoulder portion P2, etc. ). Further, as shown in FIG. 17, in the simulation (deformation analysis) for measuring the durability of the tire, an overall model of the tire is created and the interlayer strain of the portion P3 corresponding to the belt layer constituting the tire is measured. Etc.
図16や図17に示すように、コンピュータが解析可能なタイヤ全体のモデルを用いたシミュレーションでは、タイヤ全体のモデルを構成する要素の数が多いので、モデルの作成及びシミュレーションに関わるデータ量が膨大となる。このため、タイヤのシミュレーションに要する計算コストが嵩むなどの負担が大きいだけでなく、スクリーニングが困難であるという問題がある。 As shown in FIG. 16 and FIG. 17, in the simulation using the model of the entire tire that can be analyzed by the computer, since the number of elements constituting the entire model of the tire is large, the amount of data related to model creation and simulation is enormous. It becomes. For this reason, there is a problem that not only the burden of increasing the calculation cost required for the tire simulation is high, but also screening is difficult.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡便かつ精度の良いタイヤの性能解析を実現することができるタイヤのシミュレーション方法、タイヤ特性の評価方法、タイヤの製造方法を提供することにある。 The present invention was made in view of the above, to provide a simulation method of tire can be realized simply and performance analysis of highly accurate tire evaluation methods of tire characteristic, the manufacturing how tires It is in.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、コンピュータがタイヤの解析を行うタイヤのシミュレーション方法であって、前記コンピュータが、前記タイヤを構成する複数のパーツを積層して有限かつ複数の要素に分割した前記タイヤの解析用モデルに対して、所定の引張荷重および所定の3点曲げ荷重を与えたときの解析を行うステップとを実行することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a tire simulation method in which a computer analyzes a tire, and the computer stacks a plurality of parts constituting the tire and is finite. And performing an analysis when a predetermined tensile load and a predetermined three-point bending load are applied to the tire analysis model divided into a plurality of elements.
また、本発明は、コンピュータにより実行されるタイヤの解析結果に基づいて、タイヤ特性を評価するタイヤ特性の評価方法であって、前記コンピュータが、前記タイヤのベルト層を構成するパーツを積層して有限かつ複数の要素に分割した前記タイヤの解析用モデルに対して、所定の引張荷重および所定の3点曲げ荷重を与えたときの解析を行うステップと、前記解析により得られる前記ベルト層の層間歪のデータを出力するステップとを実行することを特徴とする。 The present invention is also a tire characteristic evaluation method for evaluating tire characteristics based on a tire analysis result executed by a computer, wherein the computer stacks parts constituting a belt layer of the tire. A step of performing analysis when a predetermined tensile load and a predetermined three-point bending load are applied to the tire analysis model divided into a finite number of elements, and an interlayer of the belt layer obtained by the analysis And a step of outputting distortion data.
また、本発明は、タイヤを製造するタイヤの製造方法であって、コンピュータに、前記タイヤのベルト層を構成するパーツを積層して有限かつ複数の要素に分割した前記タイヤの解析用モデルに対して、所定の引張荷重および所定の3点曲げ荷重を与えたときの解析を実行させるステップと、前記解析により得られる前記ベルト層の層間歪のデータに基づいて、前記ベルト層の設計方法を決定するステップと、前記設計方法に従って生成したベルト層を含むグリーンタイヤを生成するステップとを含むことを特徴とする。 Further, the present invention provides a tire manufacturing method for manufacturing a tire, wherein the tire analysis model is obtained by stacking parts constituting a belt layer of the tire on a computer and dividing the tire into finite and plural elements. And a step of executing an analysis when a predetermined tensile load and a predetermined three-point bending load are applied, and a design method of the belt layer is determined based on interlayer strain data of the belt layer obtained by the analysis. And generating a green tire including a belt layer generated according to the design method.
また、本実施形態に係る空気入りタイヤは、コンピュータに、前記タイヤのベルト層を構成するパーツを積層して有限かつ複数の要素に分割した前記タイヤの解析用モデルに対して、所定の引張荷重および所定の3点曲げ荷重を与えたときの解析を実行させるステップと、前記解析により得られる前記ベルト層の層間歪のデータに基づいて、前記ベルト層の設計方法を決定するステップと、前記設計方法に従って生成したベルト層を含むグリーンタイヤを生成するステップとを含むタイヤの製造方法により製造されることを特徴とする。 Further, the pneumatic tire according to the present embodiment has a predetermined tensile load for the tire analysis model obtained by laminating the parts constituting the belt layer of the tire and dividing the parts into a plurality of finite elements. And a step of executing an analysis when a predetermined three-point bending load is applied, a step of determining a design method of the belt layer based on interlayer strain data of the belt layer obtained by the analysis, and the design Producing a green tire including a belt layer produced according to the method.
以下、図面を参照しつつ、本出願により開示する技術である本発明を実施するための形態(以下、実施形態という)について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、以下の実施形態で説明する技術的事項には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下の実施形態で説明する技術的事項は、本発明の目的を達成する上で必要と認める範囲において、適宜組み合わせることが可能である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention, which is a technique disclosed by the present application (hereinafter referred to as embodiments), will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below. Further, technical matters described in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the technical matters described in the following embodiments can be appropriately combined within the scope deemed necessary for achieving the object of the present invention.
図1は、空気入りタイヤの子午線方向の断面図である。以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤ1の回転軸に直交する方向、すなわち図1に示す座標系のr軸の方向に並行な方向に対応する。タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において、空気入りタイヤ1の回転軸に向かう側である。タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側である。また、タイヤ周方向とは、回転軸を中心軸とするタイヤの周り方向、すなわち図1に示す座標系のθの方向をいう。また、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤ1の回転軸と平行な方向、すなわち図1に示す座標系のh軸の方向に並行な方向に対応する。タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向において、図1に示すタイヤ赤道面(タイヤ赤道線)CLに向かう側である。タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向において、図1に示すタイヤ赤道面CLから離れる側である。タイヤ赤道面CLとは、空気入りタイヤ1の回転軸に直交すると共に、空気入りタイヤ1のタイヤ幅の中心を通る平面である。タイヤ幅は、タイヤ幅方向の外側に位置する部分同士のタイヤ幅方向における幅、つまり、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面CLから最も離れている部分間の距離である。タイヤ赤道線とは、タイヤ赤道面CL上にあって空気入りタイヤ1のタイヤ周方向(θ)に沿う線をいう。本実施形態では、タイヤ赤道線にタイヤ赤道面と同じ符号「CL」を付す。また、本実施形態では、空気入りタイヤ1を長距離輸送用のトラック、バスなどのステア軸に装着される重荷重用ラジアルタイヤとした場合について説明する。
FIG. 1 is a sectional view in the meridian direction of a pneumatic tire. In the following description, the tire radial direction corresponds to a direction orthogonal to the rotation axis of the
図1に示すように、空気入りタイヤ1は、一対のビードコア11と、一対のビードフィラー12と、カーカス層13と、ベルト層14と、トレッドゴム15と、一対のサイドウォールゴム16とを備える。一対のビードコア11は、環状構造を有し、左右のビード部のコアを構成する。ビードコア11は、スチールワイヤである素線を複数束ね、タイヤ材料であるゴムで被覆された状態で構成される。一対のビードフィラー12は、ローアーフィラーおよびアッパーフィラーから成り、一対のビードコア11のタイヤ径方向外周にそれぞれ配置されてビード部を補強する。カーカス層13は、単層構造を有し、左右のビードコア11間にトロイダル状に架け渡されてタイヤの骨格を構成する。また、カーカス層13の両端部は、ビードコア11およびビードフィラー12を包み込むようにタイヤ幅方向外側に巻き返されて係止される。ベルト層14は、積層されたベルト141と、一対の交差ベルト142、143と、ベルト144と、周方向補強層145とから成り、カーカス層13のタイヤ径方向外周に配置される。
As shown in FIG. 1, the
ここで、ベルト141は、スチールあるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、所定のベルト角度(タイヤ周方向に対するベルトコードの繊維方向の傾斜角)を有する。また、ベルト141は、カーカス層13のタイヤ径方向外側に積層されて配置される。
Here, the
一対の交差ベルト142、143は、スチールあるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で10[deg]以上30[deg]以下のベルト角度を有する。また、一対の交差ベルト142、143は、相互に異符号のベルト角度を有し、ベルトコードの繊維方向を相互に交差させて積層される(クロスプライ構造)。ここでは、タイヤ径方向内側に位置する交差ベルト142を内径側交差ベルトと呼び、タイヤ径方向外側に位置する交差ベルト143を外径側交差ベルトと呼ぶ。なお、3枚以上の交差ベルトが積層されて配置されても良い(図示省略)。また、一対の交差ベルト142、143は、ベルト141のタイヤ径方向外側に積層されて配置される。
The pair of
ベルト144は、スチールあるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で10[deg]以上45[deg]以下のベルト角度を有する。また、ベルト144は、交差ベルト142、143のタイヤ径方向外側に積層されて配置される。なお、本実施形態では、ベルト144が、外径側交差ベルト143と同一のベルト角度(コード角度)を有し、また、ベルト層14の最外層に配置されている。なお、ベルト層14は、さらに、交差ベルト間あるいは交差ベルトよりもタイヤ径方向内側に周方向補強層を設けてもよい。
The
周方向補強層145は、スチール製のワイヤから成り、少なくとも1本のワイヤをタイヤ周方向に対して±5[deg]の範囲内で傾斜させつつ螺旋状に巻き廻わして構成される。また、周方向補強層145は、一対の交差ベルト142、143の間に挟み込まれて配置される。また、周方向補強層145は、一対の交差ベルト142、143の左右のエッジ部よりもタイヤ幅方向内側に配置される。具体的には、ワイヤが内径側交差ベルト142の外周に螺旋状に巻き廻されて、周方向補強層145が形成される。この周方向補強層145がタイヤ周方向の剛性を補強することにより、タイヤの耐久性能が向上する。
The circumferential reinforcing
なお、ベルト層14は、エッジカバーを有しても良い(図示省略)。一般に、エッジカバーは、スチールあるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、タイヤ周方向に対して±5[deg]の範囲内のベルト角度を有する。また、エッジカバーは、外径側交差ベルト143(あるいは内径側交差ベルト142)の左右のエッジ部のタイヤ径方向外側にそれぞれ配置される。これらのエッジカバーがタガ効果を発揮することにより、トレッド部センター領域とショルダー領域との径成長差が緩和されて、タイヤの耐偏摩耗性能が向上する。
The
トレッドゴム15は、カーカス層13およびベルト層14のタイヤ径方向外周に配置されてタイヤのトレッド部33を構成する。一対のサイドウォールゴム16は、カーカス層13のタイヤ幅方向外側にそれぞれ配置されて左右のサイドウォール部を構成する。なお、本実施形態では、空気入りタイヤ1がタイヤ赤道面CLを中心とした左右対称な構造を有している。
The
また、空気入りタイヤ1は、図1に示すように、トレッド部33にタイヤ周方向に延在する複数の周方向主溝、具体的には、1本の周方向主溝21と、2本の周方向主溝22と、2本の周方向主溝23と、が形成されている。本実施形態の空気入りタイヤ1は、タイヤ赤道面CLからタイヤ幅方向の外側に向かって、周方向主溝21、周方向主溝22、周方向主溝23の順で形成されている。なお、周方向主溝21は、タイヤ赤道面CL上に形成されている。また、トレッド部33は、トレッドゴム15が、周方向主溝21、22、23に区画され、複数の陸部、具体的には2つの陸部41と、2つの陸部42と、2つの陸部43とに分割された形状となる。2つの陸部41は、周方向主溝21と周方向主溝22とで挟まれた領域である。2つの陸部42は、それぞれ周方向主溝22と周方向主溝23とで挟まれた領域である。2つの陸部43は、周方向主溝23よりもタイヤ幅方向外側の領域である。陸部43は、タイヤ幅方向外側の端部が、トレッド部33の路面と接地する領域のタイヤ幅方向の端部である。ここで、本実施形態の空気入りタイヤ1のトレッド部33は、タイヤ赤道面CLを対象面として左右対称である。以下、周方向主溝21、22、23は、センター溝21、中間溝22、ショルダー溝23と表記する場合がある。
In addition, as shown in FIG. 1, the
続いて、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法(変形解析方法)を実行する解析装置について説明する。 Next, an analysis apparatus that executes a tire simulation method (deformation analysis method) according to the present embodiment will be described.
図2は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法を実行する解析装置の機能構成を示すブロック図である。本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法は、図2に示す解析装置50が実現する。解析装置50はコンピュータであり、図2に示すように、処理部52と記憶部54とで構成される。解析装置50は、入出力装置51と電気的に接続されている。入出力装置51に備えられた入力手段53は、後述するタイヤの解析モデルなどを作成する際に、評価対象のタイヤを構成するゴムなどの各種材料の物性値、及びタイヤのシミュレーションに必要な境界条件および荷重条件などの各種条件を、処理部52や記憶部54へ入力する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of an analysis apparatus that executes the tire simulation method according to the present embodiment. The tire simulation method according to the present embodiment is realized by the
入力手段53には、キーボード、マウス等の入力デバイスが適用される。記憶部54には、少なくとも、解析対象となるタイヤのベルト層14(図1参照)をモデル化するためのデータ、解析対象のタイヤおよびタイヤを構成するパーツのCAD(Computer Aided Design)用のデータ、及び本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法を実現するためのコンピュータプログラムなどが格納されている。記憶部54は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、又はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ(CD−ROM等のような読み出しのみが可能な記憶媒体)や、RAM(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成される。
An input device such as a keyboard and a mouse is applied to the
上記コンピュータプログラムは、コンピュータやコンピュータシステムに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、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法を実現できるものであってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、OS(Operating System)や周辺機器などのハードウェアを含むものとする。 The computer program may be capable of realizing the tire simulation method according to the present embodiment in combination with a computer program already recorded in a computer or computer system. Here, the “computer system” includes hardware such as an OS (Operating System) and peripheral devices.
処理部52は、モデル作成部52aと、条件設定部52bと、解析部52cとを含む。
The
モデル作成部52aは、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法に供するモデルとして、解析対象となる空気入りタイヤ1のベルト層14(図1参照)をモデル化した積層板有限要素モデルを作成する。この積層板有限要素モデルは、後述する解析部52cにより実行される変形解析(シミュレーション)の解析用モデルに含まれる。具体的には、モデル作成部52aは、例えば、記憶部54からベルト層14を構成する各パーツをモデル化するためのデータを読込む。続いて、図3に示すように、モデル作成部52aは、記憶部54から読込んだデータを用いて、ベルト層14(図1参照)を構成する各パーツを順に積層してモデル化した後、有限かつ複数の要素に分割することにより、図3に示すような板状の積層板有限要素モデルM3を作成する。図3は、本実施形態に係る積層板有限要素モデルの一例を示す図である。本実施形態において、例えば、図4に示すように、ベルト層14をモデル化した積層板有限要素モデルM3は、5つの要素からなり、5つの要素のうちの少なくとも1つに0度ベルトが設定される。図4に示す例では、0度ベルトが中央に配置されている。0度ベルトは、タイヤ周方向に対するベルトコードの繊維方向の傾斜角が0度[deg]のベルトである。図4は、本実施形態に係る積層板有限要素モデルの長手方向側面の一例を示す図である。なお、本実施形態における積層板有限要素モデルM3は、5つの構成要素の1つに0度ベルトを設定する例について説明するが、0度ベルトを設定しなくてもよい。また、本実施形態における積層板有限要素モデルM3は、5つの構成要素からなる例を説明するが、構成要素の数も解析対象となる部材などに応じて適宜変更可能である。
The
モデル作成部52aは、ベルト層14に対応する積層板有限要素モデル(図3参照)を作成した後、記憶部54から解析対象となる空気入りタイヤ1のCAD用のデータを読み込む。そして、モデル作成部52aは、読込んだデータに基づいて空気入りタイヤ1の環状構造の形状をモデル化した全体モデルを作成し、作成した全体モデルを有限要素に分割したタイヤの有限要素モデルを作成する。
The
さらに、モデル作成部52aは、タイヤと接触するリムのモデル(リムモデル、あるいはリムモデルを含むホイールモデル)、タイヤが接触する路面のモデル(路面モデル)等も必要に応じて適宜作成する。そして、モデル作成部52aは、積層板有限要素モデル(図3参照)、タイヤの有限要素モデル、その他のモデルを記憶部54に格納する。全体モデル、その他のモデルは、シミュレーションの方法に応じて、単独あるいは組み合わせて、後述する解析部52cにより実行される変形解析(シミュレーション)の解析用モデルとして利用される。
Further, the
条件設定部52bは、モデル作成部52aで作成した積層板有限要素モデル(図3参照)を用いた解析、及びタイヤの有限要素モデルを用いた解析、それぞれを実行するための各種条件を設定する。条件設定部52bは、入力手段53で入力を検出した操作や記憶部54に記憶されている情報に基づいて各種条件を設定する。各種条件には、解析を実行する際の境界条件、荷重条件及び収束条件の他、解析時に条件を変更する設計変数、条件を変更しない固定値などが含まれる。設計変数には、例えば、タイヤの有限要素モデルのベルト層を構成するベルトの枚数、ベルトの配置位置、トレッド部のゴムまたはコートゴムのヤング率や幅、ベルトのコードの角度、エンド数(単位幅当たりのコード本数)や剛性、カーカス層の形状や寸法の少なくとも1つが含まれる。
The condition setting unit 52b sets various conditions for executing the analysis using the laminated plate finite element model (see FIG. 3) created by the
本実施形態において、条件設定部52bは、後述する解析部52cにより実行される変形解析に際して、積層板有限要素モデルM3に対して与える所定の引張荷重として、空気入りタイヤ1の内圧によりベルト層14に加えられることが想定される張力を設定し、積層板有限要素モデルM3に対して与える所定の3点曲げ荷重として、接地したときに空気入りタイヤ1に作用する接地荷重(押し込み荷重もしくは押し込み変位)によりベルト層14に加えられることが想定される張力を設定する。なお、本実施形態において、条件設定部52bは、後述する解析部52cにより実行される変形解析に際して、積層板有限要素モデルM3における0度[deg]ベルトの配置位置を適宜変更する。
In the present embodiment, the condition setting unit 52b uses the internal pressure of the
なお、本実施形態では、解析対象となるタイヤに実際に空気を充填させるタイヤの内圧試験を実施して、内圧によるタイヤの成長量(率)を部位ごとに測定する。部位には、トレッド部33のセンター溝21(例えば、図1の21参照)、中間溝22(例えば、図1の22参照)、ショルダー溝23(例えば、図1の23参照)がある。そして、本実施形態では、部位ごとに測定したタイヤの成長量(率)を記録しておく。
In the present embodiment, an internal pressure test of a tire that is actually filled with air into a tire to be analyzed is performed, and a tire growth amount (rate) due to the internal pressure is measured for each part. The part includes a center groove 21 (for example, refer to 21 in FIG. 1), an intermediate groove 22 (for example, refer to 22 in FIG. 1), and a shoulder groove 23 (for example, refer to 23 in FIG. 1) of the
解析部52cは、モデル作成部52aにより作成された積層板有限要素モデル(図3参照)を用いた解析(シミュレーション)、及びタイヤの有限要素モデルを用いた解析(シミュレーション)を実行する。なお、解析の詳細は、後述する。
The
処理部52は、例えば、メモリおよびCPU(Central Processing Unit)により構成されている。処理部52は、本実施形態に係る各種処理を実行する場合、前記コンピュータプログラムを記憶部54から読み込んで、メモリに展開する。メモリに展開された前記コンピュータプログラムは、本実施形態に係る各種処理を実行するプロセスとして機能する。例えば、このプロセスは、記憶部54から前記解析モデルや入力データ等の各種データを適宜メモリ上の自身に割り当てられた領域に展開し、この展開したデータに基づいて、タイヤの解析に関する各種処理を実行する。なお、このプロセスは、タイヤの解析に関する各種処理に関わるデータを記憶部54に適宜格納し、必要に応じて記憶部54から適宜読み出して処理を進める。
The
表示手段55は、例えば、液晶表示装置等の表示用デバイスである。記憶部54は、他の装置(例えばデータベースサーバ)内にあってもよい。例えば、解析装置50は、入出力装置51を備えた端末装置から通信により処理部52や記憶部54にアクセスするものであってもよい。
The display means 55 is a display device such as a liquid crystal display device. The
次に、図5〜図14を参照しつつ、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法を説明する。なお、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法は、上述した解析装置50により実現できる。
Next, a tire simulation method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The tire simulation method according to this embodiment can be realized by the
図5及び図6は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の処理手順を示すフローチャートである。以下に説明するように、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法は、空気入りタイヤ1のベルト層14を構成するパーツを積層して有限かつ複数の要素に分割した解析用モデルである積層板有限要素モデルを用いて実行される。
5 and 6 are flowcharts showing a processing procedure of the tire simulation method according to the present embodiment. As will be described below, the tire simulation method according to the present embodiment is a laminated plate finite which is an analytical model in which parts constituting the
図5に示すように、解析部52cは、例えば、入力手段53を介して、タイヤの仕様の設定を受け付けると、タイヤの仕様を決定する(ステップS101)。例えば、解析部52cは、重荷重用ラジアルタイヤ(図1参照)にタイヤの仕様を決定する。
As illustrated in FIG. 5, for example, when the setting of the tire specification is received via the
解析部52cは、記憶部54からタイヤの内圧試験の結果得られるタイヤの成長量(率)を取得する(ステップS102)。図7は、タイヤの内圧試験によるタイヤの成長量(率)のデータ例を示す図である。図7に示すように、解析部52cが記憶部54から取得するタイヤの成長量(率)のデータには、ベルト層14が4つのパーツから構成される構造(以下、4枚ベルト構造)のベルト層14を有する空気入りタイヤ1、およびベルト層14が5つのパーツから構成される構造(以下、5枚ベルト構造)のベルト層14を有する空気入りタイヤ1について、実際に内圧試験を実行したときのデータが含まれる。4枚ベルト構造では、ベルト層14に0度ベルトが配置されない構造に相当する。5枚ベルト構造構造は、ベルト層14の中央(3B位置)に0度ベルトが配置される構造(図4参照)に相当する。また、図7に示すように、解析部52cが記憶部54から取得するタイヤの成長量(率)のデータには、空気入りタイヤ1のトレット部33のセンター溝21、中間溝22、ショルダー溝23の各部位についての成長量および成長率が含まれる。なお、図7に示すデータは、一例であり、図7に示す例には限定されない。
The
続いて、解析部52cは、解析対象となる空気入りタイヤ1のベルト層14(図1参照)を構成するパーツが積層された積層板有限要素モデルM3(図3参照)を記憶部54から取得する(ステップS103)。積層板有限要素モデルM3は、モデル作成部52aにより作成される。モデル作成部52aは、記憶部54からベルト層14を構成する各パーツをモデル化するためのデータを読込む。続いて、モデル作成部52aは、記憶部54から読込んだデータを用いて、ベルト層14を構成する各パーツを順に積層してモデル化した後、有限かつ複数の要素に分割することにより、図3に示すような板状の積層板有限要素モデルM3を作成する。
Subsequently, the
続いて、解析部52cは、積層板有限要素モデルM3の変形解析(シミュレーション)のための境界条件および荷重条件を設定し(ステップS104)、積層板有限要素モデルM3の変形解析(シミュレーション)を実行する(ステップS105)。図8は、積層板有限要素モデルに対して引張荷重を与えるときのイメージを示す図である。図8に示すように、解析部52cは、積層板有限要素モデルM3に所定の引張荷重F1を与えたときの変形解析を実行する。所定の引張荷重F1は、例えば、空気入りタイヤ1の内圧によりベルト層14に加えられることが想定される張力であり、任意の値が適宜設定される。
Subsequently, the
続いて、解析部52cは、ステップS105における積層板有限要素モデルM3の変形解析の結果を出力する(ステップS106)。例えば、解析部52cは、積層板有限要素モデルM3に与える所定の引張荷重F1を適宜変更して、引張荷重F1に対応する積層板有限要素モデルM3の伸び(%)などを演算する。伸び(%)は、積層板有限要素モデルM3の全体の長さに対する伸び率の値である。そして、解析部52cは、ステップS102にて取得した実際のタイヤの内圧試験の結果(図7参照)と照らし合わせて、積層板有限要素モデルM3の変形解析の結果の中から、実際のタイヤの内圧試験におけるタイヤの成長量(率)の傾向に合致する解析結果を出力する。
Subsequently, the
図9は、積層板有限要素モデルに対して引張荷重を与えたときの解析結果の一例を示す図である。図9には、4枚ベルト構造のベルト層に対応する積層板有限要素モデルに作用する荷重(kgf)と荷重による伸び(%)との関係、及び5枚ベルト構造のベルト層に対応する積層板有限要素モデルM3に作用する荷重(kgf)と荷重による伸び(%)との関係を表すグラフを示している。上記の図7に示すように、4枚ベルト構造のベルト層を有する空気入りタイヤ1の内圧試験によれば、ショルダー溝23の成長率は0.48%である。図9に示す4枚ベルト構造のベルト層に対応する積層板有限要素モデルのグラフに対して、ショルダー溝23の成長率0.48%を伸び(%)に当てはめると、対応する荷重は46.30(kgf)となる。さらに、図9に示す5枚ベルト構造のベルト層に対応する積層板有限要素モデルのグラフに対して、荷重46.30(kgf)を当てはめると、伸び(%)は、0.26%となる。さらに、上記の図7に示すように、5枚ベルト構造のベルト層を有する空気入りタイヤ1の内圧試験によれば、ショルダー溝23の成長率は0.27%である。よって、5枚ベルト構造のベルト層を有する空気入りタイヤ1の内圧試験の結果から得られるショルダー溝23の成長率と、5枚ベルト構造のベルト層に対応する積層板有限要素モデルM3の伸び(%)とがほぼ一致する。したがって、解析部52cは、5枚ベルト構造のベルト層に対応する積層板有限要素モデルM3の解析結果として、46.30(kgf)を出力する。すなわち、解析部52cは、空気入りタイヤ1の内圧がベルト層に作用することによりベルト層に加えられることが想定される張力(空気入りタイヤ1の内圧相当の張力)のうち、例えば、5枚ベルト構造のベルト層を有する空気入りタイヤ1のショルダー溝23の成長率に対応する荷重として、46.30(kgf)を出力する。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an analysis result when a tensile load is applied to the laminated plate finite element model. FIG. 9 shows the relationship between the load (kgf) acting on the laminated plate finite element model corresponding to the belt layer of the four-belt structure and the elongation (%) due to the load, and the lamination corresponding to the belt layer of the five-belt structure. The graph showing the relationship between the load (kgf) acting on the plate finite element model M3 and the elongation (%) due to the load is shown. As shown in FIG. 7 described above, according to the internal pressure test of the
解析部52cは、同様の方法により、空気入りタイヤ1のトレット部33が有するセンター溝21の成長率に対応する荷重、および空気入りタイヤ1のトレット部33が有する中間溝22の成長率に対応する荷重を出力できる。例えば、解析部52cは、図9に示す積層板有限要素モデルM3の解析結果と、図7に示す空気入りタイヤ1の内圧試験の結果とに基づいて、5枚ベルト構造のベルト層を有する空気入りタイヤ1のセンター溝21の成長率に対応する荷重として、27.90(kgf)を出力する。また、解析部52cは、図9に示す積層板有限要素モデルM3の解析結果と、図7に示す空気入りタイヤ1の内圧試験の結果とに基づいて、5枚ベルト構造のベルト層を有する空気入りタイヤ1の中間溝22の成長率に対応する荷重として、40.49(kgf)を出力する。
The
続いて、解析部52cは、図6に示すように、タイヤ全体の有限要素モデルを記憶部54から取得し(ステップS107a)、境界条件及び荷重条件を設定する(ステップS107b)。境界条件および荷重条件を設定した後、解析部52cは、タイヤ全体の有限要素モデルの接地変形解析を実行する(ステップS107c)。そして、解析部52cは、ステップS107cにおける接地変形解析の解析結果を出力する(ステップS107d)。ステップS107dでは、空気入りタイヤ1の接地時にベルト層14に加えられることが想定される張力が得られる。なお、ステップS107dでは、空気入りタイヤ1の接地時にベルト層14に加えられることが想定される張力として、空気入りタイヤ1の部位ごと、例えば、トレット部33のセンター溝21、中間溝22、ショルダー溝23の各部位に対応する張力が得られる。
Subsequently, as shown in FIG. 6, the
また、解析部52cは、解析対象となる空気入りタイヤ1のベルト層14を構成するパーツが積層された積層板有限要素モデルM3を記憶部54から取得し(ステップS108a)、境界条件及び荷重条件を仮設定する(ステップS108b)。ステップ108bにおいて、解析部52cが仮設定する荷重条件には、所定の引張荷重および所定の3点曲げ荷重が含まれる。なお、解析部52cが仮設定する荷重条件のうち、所定の引張荷重は、上記ステップS106の変形解析の結果として出力される荷重の値に相当する。
Further, the
境界条件及び荷重条件を仮設定後、解析部52cは、所定の引張荷重および所定の3点曲げ荷重による積層板有限要素モデルM3の仮変形解析を実行する(ステップS108c)。ステップS108cにおける仮変形解析は、空気入りタイヤ1の部位ごと、例えば、トレット部33のセンター溝21、中間溝22、ショルダー溝23の各部位について実行してもよいし、ある特定の部位のみについて実行してもよい。
After temporarily setting the boundary condition and the load condition, the
図10は、積層板有限要素モデルに対して引張荷重および3点曲げ荷重を与えるときのイメージを示す図である。図10に示すように、解析部52cは、積層板有限要素モデルM3に所定の引張荷重F1および所定の3点曲げ荷重F2を与えたときの変形解析を実行する。所定の引張荷重F1は、空気入りタイヤ1の内圧の作用によりベルト層14に加えられることが想定される張力であり、上記ステップS106にて出力される変形解析の結果に対応する。例えば、ショルダー溝23に対応する解析を実行する場合には、所定の引張荷重F1として、46.30(kgf)を設定する。所定の3点曲げ荷重F2は、空気入りタイヤ1が接地したときに空気入りタイヤ1に作用する接地荷重(押し込み荷重)によりベルト層14に加えられることが想定される張力であり、解析部52cにより、適宜、任意の値が仮設定される。また、解析部52cは、空気入りタイヤ1が接地した時にベルト層14に作用する荷重の状況に合わせて、例えば、図10に示すように、積層板有限要素モデルM3の一端を固定し、所定の引張荷重F1を加えた状態で、所定の3点曲げ荷重F2を加えたときの積層板有限要素モデルM3の変形を解析する。さらに、所定の3点曲げ荷重F2を加える際には、図10に示すように、3点曲げを実行するための支点間の距離Hを設定する。距離Hとしては、例えば、10mmから1500mm、好ましくは、20〜300mmとすればよく、本実施形態では、50mmに設定する。ステップS108cにおいて、解析部52cが実行する仮変形解析は、ステップS107cにて実行されるタイヤ全体の有限要素モデルの接地変形解析に対応する解析を、積層板有限要素モデルM3で実現するためのものである。積層板有限要素モデルM3の変形解析では、空気入りタイヤ1の接地時におけるベルト層14に加えられる力を、空気入りタイヤ1の内圧による引張荷重と空気入りタイヤ1の接地荷重による3点曲げ荷重とに基づいて再現する(図10参照)。
FIG. 10 is a diagram showing an image when a tensile load and a three-point bending load are applied to the laminated plate finite element model. As shown in FIG. 10, the
そして、解析部52cは、ステップS108cにおける仮変形解析の解析結果を出力する(ステップS108d)。ステップS108dでは、空気入りタイヤ1の接地時にベルト層14に加えられることが想定される張力(内圧による張力および接地荷重によりベルト層14に加えられる張力)が得られる。
And the
ステップS107dの解析結果およびステップS108dの解析結果が出力されると、解析部52cは、ステップS107dの解析結果により得られるタイヤ接地時のベルト層14の張力と、ステップS108dの解析結果により得られるタイヤ接地時のベルト層14の張力とが一致するか否かを判定する(ステップS109)。ステップS109では、解析部52cにより、積層板有限要素モデルM3を用いたタイヤ接地時の解析を行うために、タイヤ全体の有限要素モデルを用いた空気入りタイヤ1の接地時の解析により得られるベルト層14の張力と、積層板有限要素モデルM3を用いた仮変形解析により得られるベルト層14の張力との合わせ込みが行われる。すなわち、ステップS109は、積層板有限要素モデルM3を用いたタイヤ接地時の解析を行うときに、タイヤ接地時にベルト層14に加えられる張力として設定すべき値を導出する処理である。
When the analysis result of step S107d and the analysis result of step S108d are output, the
判定の結果、ステップS107dの解析結果により得られるタイヤ接地時のベルト層14の張力と、ステップS108dの解析結果により得られるタイヤ接地時のベルト層14の張力とが一致しない場合には(ステップS109、No)、解析部52cは、ステップS108bで仮設定した荷重条件(3点曲げ荷重)を修正する(ステップS110)。荷重条件(3点曲げ荷重)を修正後、解析部52cは、上記ステップS108bに戻って、ステップS108b〜ステップS109までの処理を再実行する。
As a result of the determination, when the tension of the
ステップS109において、判定の結果、ステップS107dの解析結果により得られるタイヤ接地時のベルト層14の張力と、ステップS108dの解析結果により得られるタイヤ接地時のベルト層14の張力とが一致する場合には(ステップS109、Yes)、解析部52cは、積層板有限要素モデルM3の変形解析のための荷重条件を最終決定する(ステップS111)。
In step S109, as a result of the determination, when the tension of the
荷重条件の最終決定後、解析部52cは、積層板有限要素モデルM3の変形解析(層間歪の解析)を実行する(ステップS112)。解析部52cは、積層板有限要素モデルM3における0度ベルトの配置位置を適宜変更し、0度ベルトの配置位置ごとの層間歪を解析する。そして、解析部52cは、ステップS112における解析結果を出力し(ステップS113)、図5及び図6に示す処理手順を終了する。
After the final determination of the load condition, the
上記積層板有限要素モデルM3(図3参照)やタイヤ全体の有限要素モデルは、有限要素法や有限差分法等の数値解析手法を用いて変形解析などを行うために用いるモデルである。例えば、本実施形態では、積層板有限要素モデルM3やタイヤ全体の有限要素モデルの変形解析(図5及び図6など)などに有限要素法(FEM:Finite Element Method)を使用する。このため、積層板有限要素モデルM3やタイヤ全体の有限要素モデルは、有限要素法に基づいて作成される。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体に対して好適に適用できる。本実施形態における変形解析(図5及び図6など)などに適用できる解析手法は有限要素法に限られず、有限差分法(FDM:Finite Difference Method)や、境界要素法(BEM:Boundary Element Method)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。 The laminated plate finite element model M3 (see FIG. 3) and the finite element model of the entire tire are models used for performing deformation analysis using a numerical analysis method such as a finite element method or a finite difference method. For example, in the present embodiment, a finite element method (FEM: Finite Element Method) is used for deformation analysis (such as FIGS. 5 and 6) of the finite element model M3 of the laminated plate or the entire tire. For this reason, the laminated plate finite element model M3 and the finite element model of the entire tire are created based on the finite element method. Since the finite element method is an analysis technique suitable for structural analysis, it can be suitably applied particularly to a structure such as a tire. The analysis method applicable to the deformation analysis (FIGS. 5 and 6 and the like) in the present embodiment is not limited to the finite element method, but is a finite difference method (FDM), a boundary element method (BEM), or a boundary element method (BEM). Etc. can also be used. Further, the most appropriate analysis method can be selected according to the boundary condition or the like, or a plurality of analysis methods can be used in combination.
上記積層板有限要素モデルM3(図3参照)やタイヤ全体の有限要素モデルは、複数かつ有限個の要素に分割される。複数の要素は、それぞれ複数の節点で構成され、例えば、3次元形状の解析モデルとなる。タイヤモデルが有する要素は、例えば、3次元体では、四面体ソリッド要素、五面体ソリッド要素、六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、四角形シェル要素等のシェル要素、面要素等、コンピュータで取り扱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次元座標や円筒座標を用いて逐一特定される。 The laminated plate finite element model M3 (see FIG. 3) and the finite element model of the entire tire are divided into a plurality of finite elements. Each of the plurality of elements is composed of a plurality of nodes, and becomes, for example, an analysis model having a three-dimensional shape. For example, in the case of a three-dimensional body, the tire model has a solid element such as a tetrahedral solid element, a pentahedral solid element, and a hexahedral solid element, a shell element such as a triangular shell element, a quadrangular shell element, and a plane element. It is desirable to make it an element that can be handled. In the process of analysis, the elements divided in this way are identified one by one using three-dimensional coordinates and cylindrical coordinates in the three-dimensional model.
図11〜図15を参照しつつ、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法により得られる解析結果について説明する。 The analysis results obtained by the tire simulation method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図11は、5枚ベルト構造のベルト層14に対応する積層板有限要素モデルM3の変形解析の結果と、5枚ベルト構造のベルト層14を有する空気入りタイヤ1の実験結果とを比較する図である。図11に示すように、5枚ベルト構造のベルト層14を有する空気入りタイヤ1の内圧試験の結果から得られるセンター溝、中間溝、ショルダー溝の成長率と、5枚ベルト構造のベルト層に対応する積層板有限要素モデルM3の伸び(%)とがほぼ一致するという結果が得られた。すなわち、ベルト層14に対応する積層板有限要素モデルM3の変形解析により、空気入りタイヤ1の内圧成長を計測するための試験と同等の解析結果を得ることができる。このようなことから、本実施形態によれば、簡便かつ精度の良い空気入りタイヤ1の性能解析を実現できる。
FIG. 11 is a diagram comparing the result of deformation analysis of the laminated plate finite element model M3 corresponding to the
図12は、空気入りタイヤ1の走行実験の結果と、積層板有限要素モデルM3の変形解析の結果得られるベルト層14の層間歪の解析結果との相関関係を0度ベルトの配置位置ごとに示す図である。図12では、例えば、5枚ベルト構造D1〜D3に対応する走行距離および層間歪の値を、4枚ベルト構造に対応する値を「100」としたときのインデックスで表している。図12には、4枚ベルト構造、5枚ベルト構造D3、5枚ベルト構造D2、5枚ベルト構造D1のベルト層14について、走行実験の結果と、層間歪の解析結果との相関関係を示している。上述したように、4枚ベルト構造とは、4つのパーツから構成され、0度ベルトを有さない構造であり、5枚ベルト構造D3とは、5つのパーツから構成され、中央の層(3B位置、図4参照)に0度ベルトが配置される構造である。また、5枚ベルト構造D2とは、5つのパーツから構成され、空気入りタイヤ1の内径側から2番目の層(2B位置、図4参照)に0度ベルトが配置される構造であり、5枚ベルト構造D1構造とは、5つのパーツから構成され、空気入りタイヤ1の最内径の層(1B位置、図4参照)に0度ベルトが配置される構造である。
FIG. 12 shows the correlation between the result of the running test of the
図12に示すように、空気入りタイヤ1の走行実験では、0度ベルトを含むベルト層14を有する空気入りタイヤ1ほど走行距離が長く、層間歪が少ない(耐久性が高い)という結果が得られている。一方、積層板有限要素モデルM3の変形解析では、0度ベルトを含むベルト層14に対応する積層板有限要素モデルM3ほど、層間歪が少ないという結果が得られている。よって、積層板有限要素モデルM3の変形解析により、0度ベルトを有する空気入りタイヤ1ほど耐久性が高いという実情に合致する傾向が再現されている。
As shown in FIG. 12, in the running experiment of the
また、図12に示すように、積層板有限要素モデルM3の変形解析では、0度ベルトの配置位置ごとの層間歪が得られる。図12に示す例では、5枚ベルト構造D1のベルト層14が、5枚ベルト構造D3あるいは5枚ベルト構造D2を有するベルト層14によりも層間歪が最も少なく、耐久性も高いことが分かる。このように、積層板有限要素モデルM3の変形解析により、0度ベルトの配置位置の違いによる空気入りタイヤ1の耐久性の違いを解析することができる。
Also, as shown in FIG. 12, in the deformation analysis of the laminated plate finite element model M3, an interlayer strain is obtained for each 0-degree belt arrangement position. In the example shown in FIG. 12, it can be seen that the
本実施形態では、ベルト層14を構成するパーツを積層した積層板有限要素モデルM3を用いて、空気入りタイヤ1の接地時のベルト層における層間歪の解析を行うので、空気入りタイヤ1全体の有限要素モデルを用いて解析を行うよりも、解析に必要なデータ量を大幅に削減できる。また、上述してきたように、空気入りタイヤ1の接地時の層間歪(空気入りタイヤ1の耐久性)の傾向を良好に再現することができる。このようなことから、本実施形態によれば、負担を軽減しつつ、簡便かつ精度の良いタイヤの性能解析を実現できる。
In the present embodiment, the interlayer finite element model M3 in which the parts constituting the
図13は、本実施形態に係る引張荷重および3点曲げ荷重による解析結果と従来の3点曲げによる解析結果とを比較する図である。図13では、例えば、5枚ベルト構造D1〜D3に対応する層間歪の値を、4枚ベルト構造に対応する値を「100」としたときのインデックスで表している。図14は、本実施形態に係る引張荷重および3点曲げ荷重による積層板有限要素モデルの変形例を示す図である。図15は、従来の3点曲げ方法による積層板有限要素モデルの変形例を示す図である。なお、従来の3点曲げ試験については、例えば、特許第4822711号公報などに開示されている。 FIG. 13 is a diagram comparing the analysis result by the tensile load and the three-point bending load according to the present embodiment and the analysis result by the conventional three-point bending. In FIG. 13, for example, the value of the interlayer strain corresponding to the five-belt structure D1 to D3 is represented by an index when the value corresponding to the four-belt structure is set to “100”. FIG. 14 is a view showing a modified example of the laminate finite element model by the tensile load and the three-point bending load according to the present embodiment. FIG. 15 is a diagram showing a modified example of the laminated plate finite element model by the conventional three-point bending method. Note that the conventional three-point bending test is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 4822711.
本実施形態に係る引張および3点曲げによる変形解析では、例えば、図14に示すように、4枚ベルト構造、5枚ベルト構造D3、5枚ベルト構造D2、5枚ベルト構造D1のベルト層14に対応する各積層板有限要素モデルに対して、一端を固定した状態で引張荷重および3点曲げ荷重を与えたときの変形解析を実施する。一方、比較例となる従来の3点曲げ方法を用いた変形解析では、例えば、図15に示すように、4枚ベルト構造、5枚ベルト構造D3、5枚ベルト構造D2、5枚ベルト構造D1のベルト層14に対応する各積層板有限要素モデルに対して、両端を固定しない状態で、3点曲げ荷重のみを与えたときの変形解析を実施する。その結果、図13に示すように、本実施形態に係る引張および3点曲げによる変形解析では、0度ベルトを有するモデルほど、層間歪が少ないという結果が得られている。この結果は、図12に示す例と同様に、ベルト層14が0度ベルトを有するほど、耐久性が高いという実情に合致する傾向が良好に再現されている。一方で、図13に示すように、比較例となる従来の3点曲げ方法を用いた変形解析では、0度ベルトを有しないベルト層14の方が、0度ベルトを有するベルト層14よりも層間歪が少ないという結果となり、ベルト層14が0度ベルトを有するほど、耐久性が高いという実情に合致する傾向を再現できていない。このようなことから、本実施形態では、引張および3点曲げによる変形解析により、ベルト層14が0度ベルトを有するほど、耐久性が高いという実情に合致した解析を実現できる。
In the deformation analysis by tension and three-point bending according to the present embodiment, for example, as shown in FIG. 14, the
また、本実施形態では、ベルト層14を構成するパーツを積層してモデル化した積層板有限要素モデルを用いて、空気入りタイヤ1の内圧成長およびベルト層14の層間歪(空気入りタイヤ1の耐久性)などを、簡便かつ精度良く再現するタイヤのシミュレーション方法について説明した。しかしながら、ベルト層14を構成するパーツをモデル化する場合に限定されるものではなく、空気入りタイヤ1を構成するベルト層14以外のパーツを積層したモデルを作成し、空気入りタイヤ1の内圧成長や耐久性などを解析に利用してもよい。また、空気入りタイヤ1以外でも、複数の材料を組合せて生成される製品に、本実施形態に係る解析の方法を適用してもよい。
Further, in the present embodiment, by using a laminated plate finite element model in which the parts constituting the
また、本実施形態では、解析装置50が、タイヤのシミュレーションにより得られる解析結果として、例えば、ベルト層14の層間歪のデータを出力でき、これにより、空気入りタイヤ1の耐久性の評価が可能となる結果、タイヤ特性の評価に寄与できる。層間歪を小さくすることで耐久性に優れたタイヤの設計が可能となる。また、積層板モデルの引張解析では成長量が計算でき、これにより、タイヤの偏摩耗性の評価が可能となる。トレッドのセンター部、ショルダー部、それらの間の中間部の成長を小さく、かつ、均一にすることで、耐偏摩耗性に優れたタイヤを設計することができる。
Moreover, in this embodiment, the
なお、本実施形態に係るタイヤのシミュレーションの結果に基づいて、タイヤを製造してもよい。例えば、本実施形態に係るタイヤのシミュレーションの結果により得られるベルト層14の層間歪および成長量のデータに基づいて、ベルト層14のベルト幅、角度、配置、エンド数および材料の応力−歪特性などの設計パラメータを迅速かつ適切に決定し、最適なベルト構造の選択が可能となる。そして、この設計方法に基づいて生成したベルト層14を含むグリーンタイヤを生成することによりタイヤを製造する。
In addition, you may manufacture a tire based on the result of the simulation of the tire which concerns on this embodiment. For example, the belt width, angle, arrangement, number of ends, and stress-strain characteristics of the material of the
1 空気入りタイヤ
50 解析装置
51 入出力装置
52 処理部
52a モデル作成部
52b 条件設定部
52c 解析部
54 記憶部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記コンピュータが、
前記タイヤのベルト層を構成するパーツを積層して有限かつ複数の要素に分割して板状の前記タイヤの解析用モデルを作成するステップと、
前記解析用モデルに対して、所定の引張荷重および所定の3点曲げ荷重を与えたときの解析を行うステップと
を実行することを特徴とするタイヤのシミュレーション方法。 A tire simulation method in which a computer analyzes a tire,
The computer is
And creating an analysis model of the plate of the tire is divided by laminating Rupa over tool to configure the belt layer of the tire in finite and multiple elements,
And a step of performing an analysis when a predetermined tensile load and a predetermined three-point bending load are applied to the analysis model .
前記解析を行うステップにおいて、前記タイヤに空気を充填する試験を行って前記タイヤの所定部位ごとの成長率を実測した結果に基づいて前記所定の引張荷重の値を決定することを特徴とする請求項2に記載のタイヤのシミュレーション方法。 The computer is
The step of performing the analysis includes determining a value of the predetermined tensile load based on a result of measuring a growth rate for each predetermined portion of the tire by performing a test for filling the tire with air. Item 3. A tire simulation method according to Item 2 .
前記解析を行うステップにおいて、前記タイヤの全体モデルを用いて前記タイヤが接地したときに前記ベルト層に加えられる荷重の計算結果に基づいて、前記所定の3点曲げ荷重の値を決定することを特徴とする請求項3に記載のタイヤのシミュレーション方法。 The computer is
In the step of performing the analysis, determining a value of the predetermined three-point bending load based on a calculation result of a load applied to the belt layer when the tire contacts the ground using the entire tire model. The tire simulation method according to claim 3 , wherein:
前記コンピュータが、
前記タイヤのベルト層を構成するパーツを積層して有限かつ複数の要素に分割して板状の前記タイヤの解析用モデルを作成するステップと、
前記解析用モデルに対して、所定の引張荷重および所定の3点曲げ荷重を与えたときの解析を行うステップと、
前記解析により得られる前記ベルト層の層間歪のデータを出力するステップと
を実行することを特徴とするタイヤ特性の評価方法。 A tire characteristic evaluation method for evaluating tire characteristics based on tire analysis results executed by a computer,
The computer is
Laminating parts constituting the belt layer of the tire and dividing it into a finite and plural elements to create a plate-like analysis model of the tire ;
Analyzing the model for analysis when a predetermined tensile load and a predetermined three-point bending load are applied;
Outputting the inter-layer strain data of the belt layer obtained by the analysis. A method for evaluating tire characteristics, comprising:
コンピュータに、前記タイヤのベルト層を構成するパーツを積層して有限かつ複数の要素に分割して板状の前記タイヤの解析用モデルを作成するステップと、
前記解析用モデルに対して、所定の引張荷重および所定の3点曲げ荷重を与えたときの解析を実行させるステップと、
前記解析により得られる前記ベルト層の層間歪のデータに基づいて、前記ベルト層の設計方法を決定するステップと、
前記設計方法に従って生成したベルト層を含むグリーンタイヤを生成するステップと
を含むことを特徴とするタイヤの製造方法。 A tire manufacturing method for manufacturing a tire, comprising:
Laminating parts constituting the belt layer of the tire on a computer and dividing it into a finite number of elements to create a plate-like analysis model for the tire ;
A step of executing an analysis when a predetermined tensile load and a predetermined three-point bending load are applied to the analysis model ;
Determining a design method of the belt layer based on data of interlayer strain of the belt layer obtained by the analysis;
Generating a green tire including a belt layer generated according to the design method.
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