JP6634840B2 - Tire simulation method - Google Patents

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Description

本発明は、タイヤのトラクション性能を評価するためのシミュレーション方法に関する。   The present invention relates to a simulation method for evaluating traction performance of a tire.

近年、タイヤのトラクション性能を、コンピュータを用いて評価するためのシミュレーション方法が提案されている。このシミュレーション方法では、コンピュータによって、路面モデル上でタイヤモデルを転動させるシミュレーションが行われる。   In recent years, a simulation method for evaluating the traction performance of a tire using a computer has been proposed. In this simulation method, a computer performs a simulation of rolling a tire model on a road surface model.

上記シミュレーション方法では、例えば、タイヤモデルのトレッドパターンやタイヤ構造が異なるタイヤモデルについて、トラクション性能がそれぞれ比較される。転動シミュレーションでは、例えば実際の車両と同様に、予め定められた回転力に基づいて、路面モデル上で転動するタイヤモデルがそれぞれ計算される。そして、転動しているタイヤモデルから、トラクション性能に関する物理量がそれぞれ取得される。   In the above simulation method, for example, traction performance is compared for each tire model having a different tread pattern and tire structure. In the rolling simulation, for example, similarly to an actual vehicle, tire models rolling on a road surface model are calculated based on a predetermined rotational force. Then, physical quantities relating to traction performance are acquired from the rolling tire models.

特許第4659070号公報Japanese Patent No. 4659070 特許第4394866号公報Japanese Patent No. 4394866 特許第4777040号公報Japanese Patent No. 4777040

各タイヤモデルは、トレッドパターンやタイヤ構造によって、スリップ率がそれぞれ異なる。このため、各タイヤモデルは、同一の回転力が定義されると、走行速度がそれぞれ異なる。即ち、スリップ率の低いタイヤモデルほど、走行速度が早くなる。従って、上記のようなシミュレーション方法では、同一走行条件下で物理量を取得することができず、トラクション性能を正確に評価することが難しいという問題があった。   Each tire model has a different slip ratio depending on the tread pattern and the tire structure. For this reason, each tire model has a different running speed when the same rotational force is defined. That is, the running speed becomes faster as the tire model has a lower slip ratio. Therefore, in the simulation method as described above, the physical quantity cannot be obtained under the same traveling condition, and there is a problem that it is difficult to accurately evaluate the traction performance.

また、上記特許文献1〜3では、各タイヤモデルに、予め定められた並進速度及び回転速度が定義されている。しかしながら、上記特許文献1〜3では、各タイヤモデルのスリップ率が考慮されることなく並進速度及び回転速度が定義されているため、同一走行条件下で物理量が取得できないという問題があった。   Further, in Patent Literatures 1 to 3, predetermined translation speeds and rotation speeds are defined for each tire model. However, in Patent Documents 1 to 3, since the translation speed and the rotation speed are defined without considering the slip ratio of each tire model, there is a problem that a physical quantity cannot be obtained under the same traveling condition.

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、タイヤのトラクション性能を正確に評価することができるタイヤのシミュレーション方法を提供することを主たる目的としている。   The present invention has been devised in view of the above situation, and has as its main object to provide a tire simulation method capable of accurately evaluating the traction performance of a tire.

本発明は、コンピュータを用いて、タイヤのトラクション性能を評価するためのシミュレーション方法であって、前記コンピュータに、前記タイヤを有限個の要素でモデル化したタイヤモデルを入力する工程、前記コンピュータに、路面を有限個の要素でモデル化した路面モデルを入力する工程、前記コンピュータに、前記路面モデル上で前記タイヤモデルを転動させるための周速度及び並進速度を含む境界条件を入力する境界条件設定工程、前記コンピュータが、前記境界条件に基づいて、前記路面モデル上で前記タイヤモデルを転動させるシミュレーション工程、並びに、前記転動しているタイヤモデルからトラクション性能に関する物理量を取得する工程を含み、前記境界条件設定工程は、前記シミュレーション工程において、予め定められた範囲のスリップ率で前記タイヤモデルが転動するように、前記周速度と前記並進速度とがそれぞれ独立して入力される工程を含み、前記路面モデルは、軟弱路面をモデル化した軟弱路面モデルであり、前記シミュレーション工程は、シミュレーションの単位時間毎に、前記軟弱路面モデルに徐々に沈下しながら転動する前記タイヤモデルを計算することを特徴とする。
The present invention is a simulation method for evaluating the traction performance of a tire using a computer, wherein the computer inputs a tire model obtained by modeling the tire with a finite number of elements, the computer Inputting a road surface model in which the road surface is modeled by a finite number of elements, setting boundary conditions to the computer including boundary conditions including a peripheral speed and a translation speed for rolling the tire model on the road surface model; Step, the computer, based on the boundary conditions, a simulation step of rolling the tire model on the road surface model, and, including the step of obtaining a physical quantity related to traction performance from the rolling tire model, The boundary condition setting step is performed in advance in the simulation step. As the tire model in the slip ratio of the obtained range rolls, said saw including a step of peripheral speed and said translation speed is input independently, soft the road model obtained by modeling the soft road surface A road surface model, wherein the simulation step calculates the tire model that rolls while gradually sinking into the soft road surface model for each unit time of the simulation .

本発明に係る前記タイヤのシミュレーション方法において、前記並進速度は、前記周速度よりも小さいのが望ましい。   In the tire simulation method according to the present invention, it is preferable that the translation speed is smaller than the peripheral speed.

本発明に係る前記タイヤのシミュレーション方法において、前記物理量は、前記タイヤモデルの前後力を含むのが望ましい。   In the tire simulation method according to the present invention, it is preferable that the physical quantity includes a longitudinal force of the tire model.

本発明に係る前記タイヤのシミュレーション方法において、前記軟弱路面は、雪路面又は泥路面であるのが望ましい。   In the tire simulation method according to the present invention, it is preferable that the soft road surface is a snowy road surface or a muddy road surface.

本発明に係る前記タイヤのシミュレーション方法において、前記境界条件設定工程は、前記タイヤモデルを徐々に沈下させる変位速度を入力する工程をさらに含むのが望ましい。 In the simulation method of the tire according to the present invention, the boundary condition setting step further comprises desirably a step of inputting a displacement speed which is gradually sinking the tire model.

本発明のタイヤのシミュレーション方法は、コンピュータに、路面モデル上でタイヤモデルを転動させるための周速度及び並進速度を含む境界条件を入力する境界条件設定工程、コンピュータが、境界条件に基づいて、路面モデル上でタイヤモデルを転動させるシミュレーション工程、並びに、転動しているタイヤモデルからトラクション性能に関する物理量を取得する工程を含んでいる。   The tire simulation method of the present invention, a computer, a boundary condition setting step of inputting boundary conditions including a peripheral speed and a translation speed for rolling a tire model on a road surface model, the computer, based on the boundary conditions, The method includes a simulation step of rolling the tire model on the road surface model and a step of acquiring a physical quantity related to traction performance from the rolling tire model.

境界条件設定工程は、シミュレーション工程において、予め定められた範囲のスリップ率でタイヤモデルが転動するように、周速度と並進速度とをそれぞれ独立して入力する工程を含んでいる。   The boundary condition setting step includes, in the simulation step, a step of independently inputting a peripheral speed and a translation speed so that the tire model rolls at a slip ratio in a predetermined range.

このように、本実施形態のシミュレーション方法では、予め定められた範囲のスリップ率において、タイヤモデルの物理量が取得される。従って、トレッドパターンやタイヤ構造が異なるタイヤモデルについて、同一走行条件下で物理量が取得されうるため、タイヤのトラクション性能が正確に評価されうる。   As described above, in the simulation method according to the present embodiment, the physical quantity of the tire model is acquired in the slip ratio in the predetermined range. Therefore, physical quantities can be obtained under the same running conditions for tire models having different tread patterns and tire structures, so that the traction performance of the tire can be accurately evaluated.

本実施形態のシミュレーション方法を実行するためのコンピュータの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a computer for executing a simulation method according to the embodiment. 本実施形態のシミュレーション方法によって評価されるタイヤの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a tire evaluated by a simulation method according to the embodiment. 本実施形態のシミュレーション方法の一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an example of a simulation method according to the embodiment. 本実施形態のタイヤモデルの断面図である。It is a sectional view of a tire model of this embodiment. 軟弱路面モデルを視覚化して示す側面図である。It is a side view which visualizes and shows a soft road surface model. (a)、(b)は、軟弱路面モデルの変形を例示する線図である。(A), (b) is a diagram which illustrates deformation of a soft road surface model. 本実施形態の境界条件設定工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing procedure of the boundary condition setting process of this embodiment. (a)、(b)は、タイヤモデルと泥路面モデルとの接触時の力の釣合を示す模式図であり、(a)は垂直力が圧縮の場合、(b)は引張力の場合を示す。(A), (b) is a schematic diagram which shows the balance of the force at the time of contact of a tire model and a muddy-road surface model, (a) is a case where normal force is compression, (b) is a case of tension force Is shown. 本実施形態のタイヤモデル及び路面モデルの側面図である。It is a side view of a tire model and a road surface model of this embodiment. 本実施形態のシミュレーション工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing procedure of the simulation process of this embodiment. 本実施形態のタイヤモデルの変形計算の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing procedure of deformation | transformation calculation of the tire model of this embodiment. 本実施形態の軟弱路面モデルの変形計算の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing procedure of deformation | transformation calculation of a soft road surface model of this embodiment. 本発明の他の実施形態の境界条件設定工程の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an example of a processing procedure of a boundary condition setting process of other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施形態のタイヤモデル及び路面モデルの側面図である。It is a side view of a tire model and a road surface model of another embodiment of the present invention. 本発明のさらに他の実施形態のタイヤモデル及び路面モデルの側面図である。It is a side view of a tire model and a road surface model of yet another embodiment of the present invention. 周速度及び並進速度と、シミュレーションの時間との関係を示すグラフである。9 is a graph showing a relationship between a peripheral speed and a translation speed, and a simulation time. 実施例の第1タイヤモデル及び第2タイヤタイヤモデルの転動時間と、前後力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the rolling time of a 1st tire model and a 2nd tire tire model of an Example, and longitudinal force. 実験例の第1タイヤ及び第2タイヤの回転角度と前後力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the rotation angle of a 1st tire and a 2nd tire of an experimental example, and longitudinal force. 実施例の第1タイヤモデル及び第2タイヤタイヤモデルの回転角度と、前後力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the rotation angle of the 1st tire model and the 2nd tire model of an Example, and the relationship between longitudinal force.

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本実施形態のタイヤのシミュレーション方法(以下、単に「シミュレーション方法」ということがある)は、タイヤのトラクション性能を評価するための方法である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The tire simulation method of the present embodiment (hereinafter, sometimes simply referred to as “simulation method”) is a method for evaluating traction performance of a tire.

図1は、本実施形態のシミュレーション方法を実行するためのコンピュータ1の斜視図である。コンピュータ1は、本体1a、キーボード1b、マウス1c及びディスプレイ装置1dが含まれる。この本体1aには、演算処理装置(CPU)、ROM、作業用メモリー、磁気ディスクなどの記憶装置、及び、ディスクドライブ装置1a1、1a2などが設けられている。なお、記憶装置には、本実施形態のシミュレーション方法を実行するための処理手順(プログラム)が予め記憶されている。   FIG. 1 is a perspective view of a computer 1 for executing the simulation method according to the present embodiment. The computer 1 includes a main body 1a, a keyboard 1b, a mouse 1c, and a display device 1d. The main body 1a is provided with an arithmetic processing unit (CPU), a ROM, a working memory, a storage device such as a magnetic disk, and disk drive devices 1a1 and 1a2. Note that a processing procedure (program) for executing the simulation method of the present embodiment is stored in the storage device in advance.

図2は、本実施形態のシミュレーション方法によって評価されるタイヤの断面図である。タイヤ2は、例えば、乗用車用タイヤとして構成されている。本実施形態のタイヤ2は、例えば、トレッド部2aからサイドウォール部2bを経てビード部2cのビードコア5に至るカーカス6と、このカーカス6のタイヤ半径方向外側かつトレッド部2aの内部に配されかつ内、外2枚のベルトプライ7A、7Bからなるベルト層7とが設けられている。さらに、タイヤ2は、トレッドゴム8a及びサイドウォールゴム8b等を含むゴム部分8が設けられている。   FIG. 2 is a cross-sectional view of a tire evaluated by the simulation method of the present embodiment. The tire 2 is configured as a passenger car tire, for example. The tire 2 of the present embodiment is, for example, a carcass 6 extending from the tread portion 2a to the bead core 5 of the bead portion 2c via the sidewall portion 2b, a tire radially outside the carcass 6 and inside the tread portion 2a, and A belt layer 7 including two inner and outer belt plies 7A and 7B is provided. Further, the tire 2 is provided with a rubber portion 8 including a tread rubber 8a and a sidewall rubber 8b.

トレッド部2aには、路面に接地する踏面9と、該踏面9から凹む溝10とによって構成されるトレッドパターンが形成されている。溝10は、例えば、タイヤ周方向に連続してのびる縦溝10a、及び、縦溝10aと交わる向きにのびる複数の横溝(図示省略)が設けられている。このような縦溝10a及び横溝は、トレッド部2aと路面との間の水膜を取り込んで円滑に排出しうる。また、縦溝10a及び横溝は、軟弱路面に食い込んで、トラクション性能を発揮しうる。なお、縦溝10aは、例えば、タイヤ周方向に直線状にのびるものでも、ジグザグ状にのびるものでもよい。   The tread portion 2a has a tread pattern formed by a tread 9 that contacts the road surface and a groove 10 that is recessed from the tread 9. The groove 10 is provided with, for example, a vertical groove 10a extending continuously in the tire circumferential direction and a plurality of horizontal grooves (not shown) extending in a direction intersecting with the vertical groove 10a. Such a vertical groove 10a and a horizontal groove can take in a water film between the tread portion 2a and the road surface and smoothly discharge the water film. In addition, the vertical groove 10a and the horizontal groove can dig into a soft road surface and exhibit traction performance. The vertical groove 10a may be, for example, linearly extending in the tire circumferential direction or zigzag.

カーカス6は、少なくとも1枚、本実施形態では1枚のカーカスプライ6Aで構成されている。カーカスプライ6Aは、トレッド部2aからサイドウォール部2bを経てビード部2cのビードコア5に至る本体部6aと、この本体部6aに連なりビードコア5の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部6bとを含んで構成されている。本体部6aと折返し部6bとの間には、ビードコア5からタイヤ半径方向外側にのびるビードエーペックスゴム8dが配置されている。また、カーカスプライ6Aは、例えば、タイヤ赤道Cに対して80度〜90度の角度で配列されたカーカスコードが設けられている。   The carcass 6 is composed of at least one carcass ply 6A in this embodiment. The carcass ply 6A has a main body 6a extending from the tread portion 2a to the bead core 5 of the bead portion 2c via the side wall portion 2b, and a folded back in which the bead core 5 is connected to the main body portion 6a and turned around from the inside in the tire axial direction to the outside. 6b. A bead apex rubber 8d extending from the bead core 5 to the outside in the tire radial direction is disposed between the main body 6a and the folded portion 6b. The carcass ply 6A is provided with, for example, carcass cords arranged at an angle of 80 to 90 degrees with respect to the tire equator C.

ベルト層7は、カーカス6のタイヤ半径方向外側かつトレッド部2aの内部に配されている。本実施形態のベルト層7は、内側ベルトプライ7A、及び、内側ベルトプライ7Aのタイヤ半径方向外側に配置されている外側ベルトプライ7Bを含んでいる。これらのベルトプライ7A、7Bは、ベルトコードが、タイヤ周方向に対して、例えば10度〜35度の角度で傾けて配列されている。ベルトプライ7A、7Bの各ベルトコードは、互いに交差する向きに重ね合わされている。   The belt layer 7 is disposed outside the carcass 6 in the tire radial direction and inside the tread portion 2a. The belt layer 7 of the present embodiment includes an inner belt ply 7A and an outer belt ply 7B arranged outside the inner belt ply 7A in the tire radial direction. The belt cords of these belt plies 7A and 7B are arranged at an angle of, for example, 10 to 35 degrees with respect to the tire circumferential direction. The belt cords of the belt plies 7A and 7B are overlapped in a direction crossing each other.

図3は、本実施形態のシミュレーション方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態のシミュレーション方法では、先ず、コンピュータ1に、図2に示したタイヤ2をモデル化したタイヤモデルが入力される(工程S1)。図4は、本実施形態のタイヤモデル11の断面図である。   FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the simulation method according to the present embodiment. In the simulation method of the present embodiment, first, a tire model obtained by modeling the tire 2 shown in FIG. 2 is input to the computer 1 (step S1). FIG. 4 is a sectional view of the tire model 11 of the present embodiment.

工程S1では、図2に示したカーカスプライ6A、ベルトプライ7A、7B及びゴム部分8が、数値解析が可能な有限個の要素F(i)でモデル化される。これにより、カーカスプライモデル12A、ベルトプライモデル13A、13B及びゴムモデル14を有するタイヤモデル11が設定される。また、タイヤモデル11には、図2に示した踏面9及び溝10が再現された踏面15及び溝16が設けられている。本実施形態の溝16は、図2に示した縦溝10a及び横溝(図示省略)が再現された縦溝16a及び横溝(図示省略)が含まれている。   In step S1, the carcass ply 6A, the belt plies 7A and 7B, and the rubber portion 8 shown in FIG. 2 are modeled by a finite number of elements F (i) that can be numerically analyzed. Thus, the tire model 11 having the carcass ply model 12A, the belt ply models 13A and 13B, and the rubber model 14 is set. Further, the tire model 11 is provided with a tread 15 and a groove 16 in which the tread 9 and the groove 10 shown in FIG. 2 are reproduced. The groove 16 of the present embodiment includes a vertical groove 16a and a horizontal groove (not shown) in which the vertical groove 10a and the horizontal groove (not shown) shown in FIG. 2 are reproduced.

このようなモデルの設定(モデリング)には、従来の方法と同様に、例えば、加硫金型の設計データ(例えば、CADデータ)と、メッシュ化ソフトウェアとが用いられる。さらに、タイヤモデル11には、実際のタイヤ2(図2に示す)の仕上がり値が反映されるのが望ましい。これにより、精度の高いタイヤモデル11が設定されうる。   For setting (modeling) of such a model, for example, design data (for example, CAD data) of a vulcanizing mold and meshing software are used in the same manner as in the conventional method. Further, it is desirable that the finished value of the actual tire 2 (shown in FIG. 2) is reflected in the tire model 11. Thereby, a highly accurate tire model 11 can be set.

数値解析が可能とは、例えば、有限要素法、有限体積法、差分法又は境界要素法といった数値解析法にて取り扱い可能なことを意味している。本実施形態では、有限要素法及び有限体積法が採用される。また、要素F(i)としては、ラグランジュ要素が用いられる。   “Numerical analysis is possible” means that it can be handled by a numerical analysis method such as a finite element method, a finite volume method, a difference method, or a boundary element method. In the present embodiment, a finite element method and a finite volume method are employed. A Lagrange element is used as the element F (i).

各要素F(i)には、複数個の節点19が設けられている。また、各要素F(i)には、要素番号、節点19の番号、節点19の座標値、及び、材料特性(例えば、密度、ヤング率、減衰係数、及び、損失正接tanδ等)などの数値データが定義されている。   Each element F (i) is provided with a plurality of nodes 19. Each element F (i) has an element number, a number of the node 19, a coordinate value of the node 19, and numerical values such as material properties (for example, density, Young's modulus, damping coefficient, and loss tangent tan δ). Data is defined.

次に、本実施形態のシミュレーション方法では、コンピュータ1に、路面を有限個の要素でモデル化した路面モデル21が入力される(工程S2)。本実施形態の路面モデル21は、軟弱路面をモデル化した軟弱路面モデル21Aである。また、軟弱路面としては、十分な泥厚さを有する泥路面である場合が例示される。本実施形態では、上記特許文献1と同様の方法によって、軟弱路面モデル21Aが定義される。図5は、軟弱路面モデル21Aを視覚化して示す側面図である。   Next, in the simulation method of the present embodiment, a road surface model 21 obtained by modeling the road surface with a finite number of elements is input to the computer 1 (step S2). The road surface model 21 of the present embodiment is a soft road surface model 21A that models a soft road surface. The soft road surface is exemplified by a mud road surface having a sufficient mud thickness. In the present embodiment, a soft road surface model 21A is defined by a method similar to that of Patent Document 1. FIG. 5 is a side view visualizing and showing the soft road surface model 21A.

本明細書において、泥とは、粘土(粒径:0.005mm未満)、シルト(粒径:0.005mm〜0.075mm)、細砂(粒径:0.075mm〜0.250mm)、中砂(粒径:0.250mm〜0.850mm)、粗砂(粒径:0.850mm〜2.00mm)、細礫(2.00mm〜4.75mm)及び中礫(4.75mm〜19.00mm)の少なくとも1種又は2種以上の粒子と、水分(10%〜50%)とを含む混合物とする。特に限定されないが、一般的な泥走行路面に近似させるために、粒径は、9.50mm以下が望ましい。同様に、含水率(泥全体に占める水分の重量%)は、好ましくは10%〜50%であり、より好ましくは10%〜40%である。   In the present specification, mud means clay (particle size: less than 0.005 mm), silt (particle size: 0.005 mm to 0.075 mm), fine sand (particle size: 0.075 mm to 0.250 mm), medium Sand (particle size: 0.250 mm to 0.850 mm), coarse sand (particle size: 0.850 mm to 2.00 mm), fine gravel (2.00 mm to 4.75 mm) and medium gravel (4.75 mm to 19.50 mm). 00 mm) and water (10% to 50%). Although not particularly limited, the particle diameter is desirably 9.50 mm or less in order to approximate a general mud running road surface. Similarly, the water content (% by weight of water in the entire mud) is preferably 10% to 50%, more preferably 10% to 40%.

本実施形態の軟弱路面モデル21Aの要素には、有限体積法にて取り扱い可能なオイラー要素が用いられる。軟弱路面モデル21Aは、平面剛要素22の上の空間に定義された格子状の要素(メッシュ)G(i)(i=1、2、…)と、要素G(i)に定義された泥充填物21cとを含んで構成されている。各要素G(i)において、泥充填物21cの有無は、自由界面の流れの計算で用いられるVOF(Volume of Fluid)法に基づいて計算される。VOF法は、二流体の界面の移動が直接計算されるのではなく、各要素(「セル」ということもある。)の体積中の流体の充填率(体積分率)が定義されて、自由界面が表現されるものである。なお、VOFが1の場合、要素G(i)に泥が詰まっていることを示している。VOFが0より大かつ1未満である場合、要素G(i)の一部に泥が詰まっていることを示している。VOFが0の場合、要素G(i)に泥が詰まっていないことを示している。   Euler elements that can be handled by the finite volume method are used as the elements of the soft road surface model 21A of the present embodiment. The soft road surface model 21A includes a grid-like element (mesh) G (i) (i = 1, 2,...) Defined in the space above the plane rigid element 22 and a mud defined by the element G (i). And a filler 21c. In each element G (i), the presence or absence of the mud filler 21c is calculated based on the VOF (Volume of Fluid) method used in the calculation of the flow at the free interface. In the VOF method, the movement of the interface of the two fluids is not directly calculated, but the filling rate (volume fraction) of the fluid in the volume of each element (sometimes referred to as a “cell”) is defined, The interface is represented. When VOF is 1, it indicates that the element G (i) is clogged with mud. When VOF is greater than 0 and less than 1, it indicates that a part of the element G (i) is clogged with mud. When VOF is 0, it indicates that the element G (i) is not clogged with mud.

泥充填物21cは、現実の路面の泥に相当するものである。図5において、泥充填物21cの厚さHは、現実の泥路面の泥厚さに相当する。従って、本実施形態の厚さHは、平面剛要素22の影響を無視できる程度の十分な大きさが与えられる。また、軟弱路面モデル21Aには、タイヤモデル11と接触しかつタイヤモデル11を転動させるのに、必要かつ十分な幅及び長さが与えられる。ここで、タイヤモデル11の転動は、必要な解析を得るために必要な回転量が設定される。なお、タイヤモデル11の回転量は、1回転よりも小さくてもよい。   The mud filling 21c is equivalent to actual road surface mud. In FIG. 5, the thickness H of the mud filling 21c corresponds to the actual mud thickness on the mud road surface. Therefore, the thickness H of the present embodiment is given a sufficiently large value such that the effect of the plane rigid element 22 can be ignored. Further, the soft road surface model 21A is provided with a necessary and sufficient width and length for contacting the tire model 11 and rolling the tire model 11. Here, for the rolling of the tire model 11, a rotation amount necessary to obtain a necessary analysis is set. Note that the rotation amount of the tire model 11 may be smaller than one rotation.

図6(a)、(b)は、軟弱路面モデル21Aの変形を例示する線図である。軟弱路面モデル21Aは、タイヤモデル11の表面との接触が考慮される。タイヤモデル11及び軟弱路面モデル21Aの変形計算(後述するシミュレーション工程S5)では、互いの位置情報から両者の交差部分Jが計算される。タイヤモデル11及び軟弱路面モデル21Aは、交差部分Jの境界JLを介して接触するものとして取り扱われる。即ち、軟弱路面モデル21Aは、境界JLを介してタイヤモデル11に圧力等を与える。逆に、タイヤモデル11は、その表面を「壁」(カップリングサーフェース)として軟弱路面モデル21Aに与える。従って、交差部分Jに存在していた泥充填物21c(図5に示す)は、タイヤモデル11の圧力によって、交差部分Jを除く他の領域の要素G(i)に移動される。   FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating deformation of the soft road surface model 21A. The soft road surface model 21A considers contact with the surface of the tire model 11. In the deformation calculation of the tire model 11 and the soft road surface model 21A (a simulation step S5 described later), an intersection J between the two is calculated from mutual positional information. The tire model 11 and the soft road surface model 21A are handled as contacting via the boundary JL of the intersection J. That is, the soft road surface model 21A applies pressure or the like to the tire model 11 via the boundary JL. Conversely, the tire model 11 gives its surface as a “wall” (coupling surface) to the soft road surface model 21A. Accordingly, the mud filling 21c (shown in FIG. 5) existing at the intersection J is moved to the element G (i) in the other area except the intersection J by the pressure of the tire model 11.

本実施形態の軟弱路面モデル21Aには、泥路面の物性が定義される。泥路面の物性には、弾塑性特性及び崩壊特性が含まれる。弾塑性特性及び崩壊特性は、好ましくは、解析対象となる実際の泥の物理特性に応じて設定されることが望ましい。本実施形態では、上記特許文献1と同様の方法に基づいて、解析対象(走行対象)となる泥の物理特性が、三軸圧縮試験及び中空円筒引張試験により調べられる。そして、泥の物理特性に基づいて、軟弱路面モデル21Aの弾塑性特性及び崩壊特性が設定される。これにより、軟弱路面モデル21Aは、タイヤ2(図2に示す)が走行するときの実際の軟弱路面(泥路面)の状況を、シミュレーション結果に取り込むのに役立つ。   The physical property of the muddy road surface is defined in the soft road surface model 21A of the present embodiment. The physical properties of the mud surface include elasto-plastic properties and collapse properties. It is desirable that the elasto-plastic property and the collapse property are preferably set according to the physical properties of the actual mud to be analyzed. In the present embodiment, based on the same method as in Patent Document 1, the physical properties of the mud to be analyzed (running target) are examined by a triaxial compression test and a hollow cylindrical tension test. Then, the elasto-plastic characteristics and the collapse characteristics of the soft road surface model 21A are set based on the physical characteristics of the mud. Thereby, the soft road surface model 21A is useful for incorporating the actual condition of the soft road surface (mud road surface) when the tire 2 (shown in FIG. 2) travels into the simulation result.

次に、本実施形態のシミュレーション方法では、コンピュータ1に、路面モデル21上でタイヤモデル11を転動させるための境界条件が入力される(境界条件設定工程S3)。図7は、本実施形態の境界条件設定工程S3の処理手順の一例を示すフローチャートである。   Next, in the simulation method of the present embodiment, a boundary condition for rolling the tire model 11 on the road surface model 21 is input to the computer 1 (boundary condition setting step S3). FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the boundary condition setting step S3 of the present embodiment.

本実施形態の境界条件設定工程S3では、先ず、上記特許文献1と同様に、タイヤモデル11と路面モデル21との間に、摩擦係数、粘着力及び粘着摩擦力が入力される(工程S31)。例えば、図8(a)に略示されるように、後述するシミュレーション工程S5において、タイヤモデル11と軟弱路面モデル21Aとが圧縮応力状態にある場合、垂直反力Nと、移動に伴う摩擦力μN(μ:動摩擦係数)とが発生し、これらの力がタイヤモデル11に与えられる。   In the boundary condition setting step S3 of the present embodiment, first, as in Patent Document 1, a friction coefficient, an adhesive force, and an adhesive friction force are input between the tire model 11 and the road surface model 21 (step S31). . For example, as schematically shown in FIG. 8A, in a simulation step S5 described later, when the tire model 11 and the soft road surface model 21A are in a compressive stress state, the normal reaction force N and the frictional force μN due to the movement are obtained. (Μ: dynamic friction coefficient), and these forces are given to the tire model 11.

他方、図8(b)に略示されるように、後述するシミュレーション工程S5において、タイヤモデル11と軟弱路面モデル21Aとが引張応力状態にある場合、タイヤモデル11には、粘着力と、移動に伴う摩擦力(以下、このような摩擦力を「粘着摩擦力」と呼ぶ)(βF)とが与えられる。ここで、βは、滑り速度に依存する変数(≦1)である。Fは、予め定められた最大粘着摩擦力である。   On the other hand, as schematically shown in FIG. 8B, in a simulation step S5 described later, when the tire model 11 and the soft road surface model 21A are in a tensile stress state, the tire model 11 has an adhesive force and An accompanying frictional force (hereinafter, such a frictional force is referred to as “adhesive frictional force”) (βF) is given. Here, β is a variable (≦ 1) that depends on the sliding speed. F is a predetermined maximum adhesive friction force.

粘着力は、垂直力である。粘着力は、軟弱路面モデル21Aの泥充填物21c(図5に示す)が破壊するまで継続して増加する。また、粘着摩擦力は、粘着力と直角方向の力である。粘着摩擦力は、最大摩擦力になるまで発生する。なお、粘着力は、軟弱路面モデル21Aの破壊強度に比べて著しく大きい値に設定される。これらの摩擦係数、粘着力及び粘着摩擦力は、コンピュータ1に記憶される。   Adhesion is a normal force. The adhesive force continuously increases until the mud filling 21c (shown in FIG. 5) of the soft road surface model 21A breaks. The adhesive friction force is a force in a direction perpendicular to the adhesive force. The adhesive friction force is generated until the maximum friction force is reached. The adhesive strength is set to a value that is significantly larger than the breaking strength of the soft road surface model 21A. The friction coefficient, the adhesive force, and the adhesive friction force are stored in the computer 1.

次に、境界条件設定工程S3では、例えば、タイヤモデル11が装着されるリム、内圧、タイヤモデル11に負荷される軸荷重、転動時のスリップ角、キャンバー角、タイヤモデル11や路面モデル21の変形計算時の初期の時間増分、並びに、タイヤモデル11及び路面モデル21の初期位置などの条件が入力される(工程S32)。これらの条件は、路面(図示省略)を転動するタイヤ2の転動条件に応じて適宜設定され、コンピュータ1に記憶される。   Next, in the boundary condition setting step S3, for example, the rim on which the tire model 11 is mounted, the internal pressure, the axial load applied to the tire model 11, the slip angle during rolling, the camber angle, the tire model 11 and the road surface model 21 The initial time increment at the time of the deformation calculation and the conditions such as the initial positions of the tire model 11 and the road surface model 21 are input (step S32). These conditions are appropriately set in accordance with the rolling conditions of the tire 2 that rolls on a road surface (not shown), and are stored in the computer 1.

次に、本実施形態の境界条件設定工程S3では、路面モデル21上でタイヤモデル11を転動させるための周速度Va及び並進速度Vbが入力される(工程S33)。本実施形態において、周速度Vaは、タイヤモデル11の接地面において特定されるものとする。図9は、本実施形態のタイヤモデル11及び路面モデル21の側面図である。   Next, in the boundary condition setting step S3 of the present embodiment, the peripheral speed Va and the translation speed Vb for rolling the tire model 11 on the road surface model 21 are input (step S33). In the present embodiment, the peripheral speed Va is specified on the ground surface of the tire model 11. FIG. 9 is a side view of the tire model 11 and the road surface model 21 of the present embodiment.

本実施形態では、周速度Va及び並進速度Vbが、それぞれ独立して入力される。これにより、例えば、タイヤモデル11の回転力やスリップ率などによって定められる走行速度を考慮することなく、予め定められた並進速度Vbで走行するタイヤモデル11が計算されうる。   In the present embodiment, the peripheral speed Va and the translation speed Vb are input independently. Thereby, for example, the tire model 11 that travels at the predetermined translation speed Vb can be calculated without considering the traveling speed determined by the rotational force, the slip ratio, and the like of the tire model 11.

また、本実施形態の並進速度Vbは、周速度Vaよりも小に設定されている。これにより、後述するシミュレーション工程S5では、軟弱路面モデル21Aを空転(スリップ)しながら走行するタイヤモデル11が計算されうる。   Further, the translation speed Vb of the present embodiment is set to be smaller than the peripheral speed Va. Thus, in a simulation step S5 described later, the tire model 11 that travels while slipping on the soft road surface model 21A can be calculated.

さらに、本実施形態では、後述するシミュレーション工程S5において、予め定められた範囲のスリップ率Saでタイヤモデル11が転動するように、周速度Va及び並進速度Vbが独立して入力される。なお、周速度Va及び並進速度Vbは、シミュレーション工程S5において変化してもよいし、一定でもよい。制動時のスリップ率Saは、下記式(1)で定義される。駆動時のスリップ率Saは、下記式(2)で定義される。これにより、シミュレーション工程S5では、トレッドパターンやタイヤ構造が異なる各タイヤモデル11について、同一範囲のスリップ率Saで転動させることができる。
Sa=(Vb−Va)/Vb …(1)
Sa=(Va−Vb)/Va …(2)
Further, in the present embodiment, the peripheral speed Va and the translation speed Vb are input independently so that the tire model 11 rolls at a slip ratio Sa in a predetermined range in a simulation step S5 described later. Note that the peripheral speed Va and the translation speed Vb may change in the simulation step S5 or may be constant. The slip ratio Sa during braking is defined by the following equation (1). The slip ratio Sa at the time of driving is defined by the following equation (2). Thus, in the simulation step S5, the tire models 11 having different tread patterns and tire structures can be rolled at the same range of the slip ratio Sa.
Sa = (Vb−Va) / Vb (1)
Sa = (Va−Vb) / Va (2)

上記式(1)において、制動時のスリップ率Saは、周速度Vaがゼロのときに100%となる。なお、上記式(1)において、並進速度Vbがゼロのときは、停止している状態を示しているため、制動時のスリップ率Saは計算されない。   In the above equation (1), the slip ratio Sa during braking becomes 100% when the peripheral speed Va is zero. Note that, in the above equation (1), when the translation speed Vb is zero, it indicates a stopped state, and the slip ratio Sa during braking is not calculated.

上記式(2)において、駆動時のスリップ率Saは、並進速度Vbがゼロのときに100%となる。なお、上記式(1)において、周速度Vaがゼロのときは、停止している状態を示しているため、駆動時のスリップ率Saは計算されない。   In the above equation (2), the slip ratio Sa at the time of driving becomes 100% when the translation speed Vb is zero. In the above equation (1), when the peripheral speed Va is zero, it indicates a stopped state, and the slip ratio Sa during driving is not calculated.

スリップ率Saについては、例えば、軟弱路面モデル21Aの特性等に応じて、適宜設定されうる。スリップ率Saが小さいと、周速度Vaと並進速度Vbとが近似するため、軟弱路面モデル21Aを空転(スリップ)して走行するタイヤモデル11が、十分再現されないおそれがある。逆に、スリップ率Saが大きいと、タイヤモデル11と軟弱路面モデル21Aとの摩擦が大きくなり、タイヤモデル11の要素F(i)が潰れてしまうおそれがある。従って、計算安定性が低下するおそれがある。このような観点より、スリップ率Saは、軟弱路面モデル21Aが泥路面に基づいて設定されている場合、好ましくは50%以下であり、また、好ましくは10%以上である。   The slip ratio Sa can be appropriately set according to, for example, the characteristics of the soft road surface model 21A. If the slip ratio Sa is small, the peripheral speed Va and the translation speed Vb are close to each other, so that the tire model 11 that runs while slipping on the soft road surface model 21A may not be sufficiently reproduced. Conversely, when the slip ratio Sa is large, the friction between the tire model 11 and the soft road surface model 21A increases, and the element F (i) of the tire model 11 may be crushed. Therefore, calculation stability may be reduced. From such a viewpoint, when the soft road surface model 21A is set based on a muddy road surface, the slip ratio Sa is preferably 50% or less, and more preferably 10% or more.

また、周速度Va及び並進速度Vbも、適宜設定されうる。周速度Vaは、0km/h〜200km/h程度が望ましい。さらに、並進速度Vbは、0km/h〜100km/hが望ましい。周速度Va及び並進速度Vbは、コンピュータ1に記憶される。   Further, the peripheral speed Va and the translation speed Vb can also be set as appropriate. The peripheral speed Va is desirably about 0 km / h to 200 km / h. Further, the translation speed Vb is desirably 0 km / h to 100 km / h. The peripheral speed Va and the translation speed Vb are stored in the computer 1.

次に、本実施形態のシミュレーション方法では、コンピュータ1が、内圧充填後のタイヤモデル11を計算する(工程S4)。工程S4では、境界条件設定工程S3で入力されたリム及び内圧に基づいて、内圧充填後のタイヤモデル11が計算される。工程S4では、先ず、図4に示されるように、タイヤモデル11のビード部11c、11cを拘束するように、リムモデル18のタイヤモデル11への嵌合が計算される。リムモデル18は、図2に示したリム17をモデル化したものである。さらに、内圧条件に相当する等分布荷重wに基づいて、タイヤモデル11の変形が計算される。これにより、工程S4では、内圧充填後のタイヤモデル11が計算される。このような内圧充填後のタイヤモデル11は、コンピュータ1に記憶される。   Next, in the simulation method of the present embodiment, the computer 1 calculates the tire model 11 after the internal pressure filling (step S4). In step S4, the tire model 11 after filling with the internal pressure is calculated based on the rim and the internal pressure input in the boundary condition setting step S3. In step S4, first, as shown in FIG. 4, fitting of the rim model 18 to the tire model 11 is calculated so as to restrain the bead portions 11c, 11c of the tire model 11. The rim model 18 is a model of the rim 17 shown in FIG. Further, the deformation of the tire model 11 is calculated based on the uniformly distributed load w corresponding to the internal pressure condition. Thereby, in step S4, the tire model 11 after the internal pressure filling is calculated. The tire model 11 after such internal pressure filling is stored in the computer 1.

工程S4において、タイヤモデル11の変形計算は、各要素の形状及び材料特性などをもとに、各要素F(i)の質量マトリックス、剛性マトリックス及び減衰マトリックスがそれぞれ作成される。さらに、これらの各マトリックスが組み合わされて、全体の系のマトリックスが作成される。そして、コンピュータ1が、前記各種の条件を当てはめて運動方程式を作成し、これらを単位時間T(x)(x=0、1、…)ごと(例えば、1μ秒毎)にタイヤモデル11の変形計算を行う。このような変形計算には、例えば、LSTC社製のLS-DYNA、Abaqus、ANSYS又はDytranなどの市販の有限要素解析アプリケーションソフトが用いられる。   In step S4, in the deformation calculation of the tire model 11, a mass matrix, a rigidity matrix, and a damping matrix of each element F (i) are respectively created based on the shape and material characteristics of each element. Further, each of these matrices is combined to create a matrix of the entire system. The computer 1 creates equations of motion by applying the above various conditions, and transforms the equations of motion into unit time T (x) (x = 0, 1,...) (For example, every 1 μsec) of the tire model 11. Perform calculations. For such deformation calculation, for example, commercially available finite element analysis application software such as LS-DYNA, Abaqus, ANSYS or Dytran manufactured by LSTC is used.

次に、本実施形態のシミュレーション方法では、コンピュータ1が、境界条件に基づいて、路面モデル21上でタイヤモデル11を転動させる(シミュレーション工程S5)。図10は、本実施形態のシミュレーション工程S5の処理手順の一例を示すフローチャートである。   Next, in the simulation method of the present embodiment, the computer 1 rolls the tire model 11 on the road surface model 21 based on the boundary condition (simulation step S5). FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the simulation step S5 of the present embodiment.

本実施形態のシミュレーション工程S5では、図9に示されるように、内圧充填後のタイヤモデル11が、軟弱路面モデル21Aと接触しかつ転動する様子が、シミュレーションの単位時間(微小な時間増分)毎に計算される(工程S51〜工程S54)。本実施形態のシミュレーション工程S5では、タイヤモデル11の変形計算(工程S51)と、軟弱路面モデル21Aの変形計算(工程S52)とが個別に行われる。   In the simulation step S5 of the present embodiment, as shown in FIG. 9, the state in which the tire model 11 after the internal pressure filling comes into contact with the soft road surface model 21A and rolls is a unit time (small time increment) of the simulation. It is calculated every time (steps S51 to S54). In the simulation step S5 of the present embodiment, the deformation calculation of the tire model 11 (step S51) and the deformation calculation of the soft road surface model 21A (step S52) are individually performed.

本実施形態の工程S51〜工程S54において、タイヤモデル11及び軟弱路面モデル21Aの変形計算は、上記特許文献1と同様に、陽解法で計算される。陽解法では、タイヤモデル11及び軟弱路面モデル21Aに荷重が作用した瞬間を時刻0として、設定された時間増分毎に時間が区切られる。そして、各時刻でのタイヤモデル11及び軟弱路面モデル21Aの変位が求められる。このような計算が安定して実施されるために、クーラン(Courant)条件を満たすように、時間増分が設定されている。   In steps S51 to S54 of the present embodiment, the deformation calculation of the tire model 11 and the soft road surface model 21A is calculated by an explicit method, similarly to the above-mentioned Patent Document 1. In the explicit solution, the time is set at time 0 at the moment when a load acts on the tire model 11 and the soft road surface model 21A, and time is divided at each set time increment. Then, displacements of the tire model 11 and the soft road surface model 21A at each time are obtained. In order to perform such calculations stably, the time increment is set so as to satisfy the Courant condition.

本実施形態のシミュレーション工程S5では、全ての要素の応力波伝達時間が計算される。さらに、応力波伝達時間の最小値に安全係数が乗じられ、初期の時間増分が設定される。このため、全ての要素について、最適な変形計算が保証される。安全係数としては、例えば0.66以上かつ1.0未満が望ましい。また、タイヤモデル11及び軟弱路面モデル21Aの初期の時間増分は、0.1μsec〜5μsec程度が望ましい。   In the simulation step S5 of the present embodiment, the stress wave transmission times of all elements are calculated. Further, the minimum value of the stress wave transmission time is multiplied by the safety factor, and an initial time increment is set. Therefore, optimal deformation calculation is guaranteed for all elements. The safety factor is preferably, for example, 0.66 or more and less than 1.0. The initial time increment of the tire model 11 and the soft road surface model 21A is desirably about 0.1 μsec to 5 μsec.

本実施形態のシミュレーション工程S5では、先ず、タイヤモデル11の変形計算が行われる(タイヤモデル変形工程S51)。図11は、本実施形態のタイヤモデル11の変形計算(工程S51)の処理手順の一例を示すフローチャートである。タイヤモデル変形工程S51では、上記特許文献1と同様の方法により、タイヤモデル11の変形が計算される。タイヤモデル変形工程S51では、先ず、時間増分△t後のタイヤモデル11の変形計算が行われる(工程S511)。変形計算は、コンピュータ1が必要な運動方程式を解くことによって行われる。   In the simulation step S5 of the present embodiment, first, a deformation calculation of the tire model 11 is performed (tire model deformation step S51). FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of a deformation calculation (step S51) of the tire model 11 of the present embodiment. In the tire model deformation step S51, the deformation of the tire model 11 is calculated by the same method as in the above-mentioned Patent Document 1. In the tire model deformation step S51, first, a deformation calculation of the tire model 11 after a time increment Δt is performed (step S511). The deformation calculation is performed by the computer 1 solving a necessary equation of motion.

工程S511では、前記周速度Va及び前記並進速度Vb等に基づいて、タイヤモデル11が軟弱路面モデル21Aを、微小時間Δtだけ転動したときの状態が計算される。これにより、工程S511では、軟弱路面モデル21Aを空転(スリップ)しながら転動するタイヤモデル11が計算される。周速度Va及び並進速度Vbは、予め定められたスリップ率Saが満たされるように入力されているため、例えば、トレッドパターンやタイヤ構造が異なるタイヤモデル11を、同一走行条件下で転動させることができる。   In step S511, a state when the tire model 11 rolls the soft road surface model 21A for a short time Δt is calculated based on the peripheral speed Va, the translation speed Vb, and the like. Accordingly, in step S511, the tire model 11 that rolls while slipping on the soft road surface model 21A is calculated. Since the peripheral speed Va and the translation speed Vb are input so that a predetermined slip ratio Sa is satisfied, for example, the tire models 11 having different tread patterns and tire structures are rolled under the same running conditions. Can be.

タイヤモデルの並進速度Vbは、駆動時において、ゼロに設定されてもよい。これにより、スリップ率Saが100%で軟弱路面モデルを転動するタイヤモデルが計算されるため、同一走行条件下で、軟弱路面モデル21Aを転動するタイヤモデル11を計算することができる。このような並進速度Vbは、泥路面に基づいて定義された軟弱路面モデル21Aにおいて設定されるのが望ましい。   The translation speed Vb of the tire model may be set to zero during driving. As a result, a tire model that rolls on a soft road surface model with a slip ratio Sa of 100% is calculated, so that a tire model 11 that rolls on a soft road surface model 21A under the same running conditions can be calculated. Such a translation speed Vb is desirably set in a soft road surface model 21A defined based on a muddy road surface.

本実施形態の軟弱路面モデル21Aは、泥路面に基づいて設定されているため、タイヤモデル11との摩擦が比較的小さく計算される。従って、トレッドパターンやタイヤ構造が異なる複数のタイヤモデル11において、硬質路面では変化しがちな周速度Va及び並進速度Vbを一定にすることができるため、同一のスリップ率Saで容易に転動させることができる。これにより、同一走行条件下でのトラクションを比較することができる。   Since the soft road surface model 21A of this embodiment is set based on the muddy road surface, the friction with the tire model 11 is calculated to be relatively small. Therefore, in a plurality of tire models 11 having different tread patterns and tire structures, the peripheral speed Va and the translation speed Vb, which tend to change on a hard road surface, can be kept constant, so that the tires are easily rolled at the same slip ratio Sa. be able to. Thereby, the traction under the same traveling condition can be compared.

次に、本実施形態のタイヤモデル変形工程S51では、変形後のタイヤモデル11の各要素について、その大きさ、密度及び/又は硬さが用いられて、応力波伝達時間が再度計算される(工程S512)。次に、本実施形態のタイヤモデル変形工程S51では、応力波伝達時間に基づいて、クーラン条件を満たすように、次回の変形計算に適切な時間増分が設定される(工程S513)。応力波伝達時間は、要素の変形毎に変化する。従って、変形状況に応じた最適な時間増分が計算されることにより、より正確なタイヤモデル11の変形計算が行われうる。   Next, in the tire model deformation step S51 of the present embodiment, the stress wave transmission time is calculated again using the size, density and / or hardness of each element of the deformed tire model 11 ( Step S512). Next, in the tire model deformation step S51 of this embodiment, a time increment appropriate for the next deformation calculation is set based on the stress wave transmission time so as to satisfy the Courant condition (step S513). The stress wave transmission time changes with each deformation of the element. Therefore, by calculating the optimal time increment according to the deformation situation, more accurate deformation calculation of the tire model 11 can be performed.

次に、本実施形態のタイヤモデル変形工程S51では、予め指定(定義)された時間が経過しているか否かが判断される(工程S514)。工程S514において、時間が経過したと判断された場合(工程S514で、「Y」)、タイヤモデル変形工程S51の一連の処理を終えて、工程S54が処理される。一方、工程S514において、時間が経過していないと判断された場合、工程S511〜工程S514が再度実施される。これにより、タイヤモデル変形工程S51では、新たに計算された時間増分で、タイヤモデル11の変形計算が繰り返し行われうる。なお、タイヤモデル変形工程S51では、変形不能な剛体として定義されたタイヤモデル11によって、転動計算が実施されてもよい。これにより、タイヤモデル11の変形状態を計算する必要がないため、計算時間を短縮することができる。   Next, in the tire model deformation step S51 of the present embodiment, it is determined whether or not a time specified (defined) has elapsed (step S514). If it is determined in step S514 that the time has elapsed (“Y” in step S514), a series of processing in the tire model deformation step S51 is completed, and step S54 is performed. On the other hand, if it is determined in step S514 that the time has not elapsed, steps S511 to S514 are performed again. Thus, in the tire model deformation step S51, the deformation calculation of the tire model 11 can be repeatedly performed at the newly calculated time increment. In the tire model deformation step S51, the rolling calculation may be performed by the tire model 11 defined as a rigid body that cannot be deformed. Accordingly, it is not necessary to calculate the deformation state of the tire model 11, so that the calculation time can be reduced.

次に、本実施形態のシミュレーション工程S5では、軟弱路面モデル21Aの変形計算が行われる(軟弱路面モデル変形工程S52)。図12は、本実施形態の軟弱路面モデル21Aの変形計算(軟弱路面モデル変形工程S52)の処理手順の一例を示すフローチャートである。工程S52では、上記特許文献1と同様の方法によって、軟弱路面モデル21Aの変形計算が実施される。   Next, in the simulation step S5 of the present embodiment, a deformation calculation of the soft road surface model 21A is performed (a soft road surface model deformation step S52). FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of a deformation calculation (soft road model deformation step S52) of the soft road surface model 21A according to the present embodiment. In step S52, the deformation calculation of the soft road surface model 21A is performed by the same method as in the above-described Patent Document 1.

軟弱路面モデル変形工程S52では、先ず、時間増分後の軟弱路面モデル21Aの変形計算が行われる(工程S521)。変形計算では、軟弱路面モデル21Aの各要素について、現在の密度ρが計算される。次に、時間増分後の圧力による体積ひずみεvが、予め求められた前記密度に基づいて計算される。そして、時間増分後の各要素の圧力(各要素に作用する3軸の応力成分の平均値)Pが計算される。   In the soft road surface model deformation step S52, first, the deformation calculation of the soft road surface model 21A after the time increment is performed (step S521). In the deformation calculation, the current density ρ is calculated for each element of the soft road surface model 21A. Next, the volumetric strain εv due to the pressure after the time increment is calculated based on the previously determined density. Then, the pressure P of each element (average value of the triaxial stress components acting on each element) P after the time increment is calculated.

次に、軟弱路面モデル変形工程S52では、軟弱路面モデル21Aの各要素について、時間増分後の応力計算が行われる(工程S522)。ここでは、各要素について、偏差応力の二次不変量J2がそれぞれ計算される。次に、軟弱路面モデル変形工程S52では、軟弱路面モデル21Aの各要素について、時間増分後の応力−塑性ひずみ曲線(図示省略)が計算される(工程S523)。軟弱路面モデル21Aの各要素についての圧力Pは、上記工程S521において計算されている。このため、工程S523には、工程S2で定義されている弾塑性特性から、現在の圧力P及びひずみ速度に対応した応力−塑性ひずみ曲線が求められる。   Next, in the soft road surface model deformation step S52, stress calculation after time increment is performed for each element of the soft road surface model 21A (step S522). Here, the secondary invariant J2 of the deviation stress is calculated for each element. Next, in the soft road surface model deformation step S52, a stress-plastic strain curve (not shown) after time increment is calculated for each element of the soft road surface model 21A (step S523). The pressure P for each element of the soft road surface model 21A has been calculated in the above step S521. Therefore, in step S523, a stress-plastic strain curve corresponding to the current pressure P and strain rate is obtained from the elasto-plastic characteristics defined in step S2.

次に、軟弱路面モデル変形工程S52では、軟弱路面モデル21Aの各要素について、現在の応力状態が、先に求めた応力−塑性ひずみ曲線(図示省略)を越えているか否かが判断される(工程S524)。軟弱路面モデル21Aの変形計算では、工程S522において、軟弱路面モデル21Aの各要素のひずみ増分が全て弾性変形と仮定して行われる。要素の応力状態が応力−塑性ひずみ曲線を上に超えている場合には、当該要素の応力を、正確な値(応力−塑性ひずみ曲線の上の値)まで引き下げる必要がある。従って、工程S524では、前記の仮定が正確であったかどうかをチェックすることができる。   Next, in the soft road surface model deformation step S52, it is determined whether or not the current stress state of each element of the soft road surface model 21A exceeds the previously obtained stress-plastic strain curve (not shown) ( Step S524). In the deformation calculation of the soft road surface model 21A, in step S522, the calculation is performed on the assumption that all the strain increments of each element of the soft road surface model 21A are elastic deformation. If the stress state of the element is above the stress-plastic strain curve, the stress of the element must be reduced to an accurate value (the value above the stress-plastic strain curve). Therefore, in step S524, it can be checked whether the above assumption was correct.

工程S524では、現在の応力状態が、先に求めた応力−塑性ひずみ曲線(図示省略)を越えていると判断された場合、応力緩和処理を行う工程S525が実施された後に、工程S526が実施される。工程S525では、各要素の応力状態が応力−塑性ひずみ曲線上に位置するまで、イタレーションが行われる。これにより、要素の応力が、正確な値(応力−塑性ひずみ曲線の上の値)まで引き下げられる。   In step S524, when it is determined that the current stress state exceeds the previously obtained stress-plastic strain curve (not shown), step S525 for performing stress relaxation processing is performed, and then step S526 is performed. Is done. In step S525, iteration is performed until the stress state of each element is located on the stress-plastic strain curve. This reduces the stress of the element to an accurate value (the value above the stress-plastic strain curve).

一方、現在の応力状態が、先に求めた応力−塑性ひずみ曲線(図示省略)を越えていないと判断された場合は、工程S525が実施されることなく、次の工程S526が実施される。   On the other hand, when it is determined that the current stress state does not exceed the previously obtained stress-plastic strain curve (not shown), the next step S526 is performed without performing the step S525.

次に、軟弱路面モデル変形工程S52では、軟弱路面モデル21Aの要素の平均応力が引張の場合、要素の等価塑性ひずみと、予め定義された崩壊条件の破壊ひずみとが、比較される(工程S526)。工程S526では、等価塑性ひずみが前記破壊ひずみよりも大きいと判断された場合(工程S526で、「Y」)、当該要素の応力が零にセットされ(工程S527)、次の工程S528が実施される。これにより、泥の粘着力による走行抵抗及び泥の破壊による地面からの分離が、シミュレーションの中で考慮されうる。一方、等価塑性ひずみが破壊ひずみよりも大きくないと判断された場合(工程S526で、「N」)、工程S527が実施されることなく、次の工程S528が実施される。   Next, in the soft road surface model deformation step S52, when the average stress of the element of the soft road surface model 21A is tensile, the equivalent plastic strain of the element is compared with the fracture strain of the predefined collapse condition (step S526). ). In step S526, when it is determined that the equivalent plastic strain is greater than the fracture strain ("Y" in step S526), the stress of the element is set to zero (step S527), and the next step S528 is performed. You. Thereby, running resistance due to mud adhesion and separation from the ground due to mud destruction can be considered in the simulation. On the other hand, when it is determined that the equivalent plastic strain is not larger than the fracture strain (“N” in step S526), the next step S528 is performed without performing step S527.

次の工程S528では、タイヤモデル11の変形計算工程S51と同様に、変形後の軟弱路面モデル21Aの各要素について応力波伝達時間が再度計算され、応力波伝達時間の最小値に安全率を掛けた値が、次回の時間増分として設定される。   In the next step S528, similarly to the deformation calculation step S51 of the tire model 11, the stress wave transmission time is calculated again for each element of the deformed soft road surface model 21A, and the minimum value of the stress wave transmission time is multiplied by the safety factor. Is set as the next time increment.

次に、軟弱路面モデル変形工程S52では、予め指定(定義)された時間が経過しているか否かが調べられる(工程S529)。工程S529では、所定の時間が経過していると判断された場合(工程S529で、「Y」)、軟弱路面モデル21Aの変形計算を終えて、次の工程S54が実施される。一方、工程S529では、時間が経過していない判断された場合(工程S529で、「N」)、工程S521〜工程S529が再度実施される。これにより、軟弱路面モデル変形工程S52では、新たに計算された時間増分で、軟弱路面モデル21Aの変形計算が繰り返し行われうる。   Next, in the soft road surface model deformation step S52, it is checked whether or not a time specified (defined) has elapsed (step S529). In step S529, when it is determined that the predetermined time has elapsed (“Y” in step S529), the deformation calculation of the soft road surface model 21A is completed, and the next step S54 is performed. On the other hand, in step S529, when it is determined that the time has not elapsed (“N” in step S529), steps S521 to S529 are performed again. Thereby, in the soft road surface model deformation step S52, the deformation calculation of the soft road surface model 21A can be repeatedly performed at the newly calculated time increment.

次に、本実施形態のシミュレーション工程S5では、転動しているタイヤモデル11からトラクション性能に関する物理量が取得される(工程S53)。工程S53では、タイヤモデル変形工程S51でのタイヤモデル11の変形計算結果、及び、軟弱路面モデル変形工程S52での軟弱路面モデル21Aの変形計算結果に基づいて、微小時間Δt毎に、タイヤモデル11の物理量が計算される。物理量としては、評価したいタイヤモデル11の性能に応じて、適宜選択することができる。本実施形態の物理量としては、タイヤモデル11の前後力が取得される。タイヤモデル11の物理量(前後力)は、コンピュータ1に記憶される。   Next, in the simulation step S5 of the present embodiment, a physical quantity related to traction performance is acquired from the rolling tire model 11 (step S53). In step S53, based on the deformation calculation result of the tire model 11 in the tire model deformation step S51 and the deformation calculation result of the soft road surface model 21A in the soft road model deformation step S52, the tire model 11 Is calculated. The physical quantity can be appropriately selected according to the performance of the tire model 11 to be evaluated. The longitudinal force of the tire model 11 is acquired as the physical quantity in the present embodiment. The physical quantity (fore-and-aft force) of the tire model 11 is stored in the computer 1.

上述したように、タイヤモデル変形工程S51では、前記スリップ率Saに基づいて、軟弱路面モデル21A上でタイヤモデル11が転動する状態が計算される。このため、工程S53では、例えば、トレッドパターンやタイヤ構造が異なるタイヤモデル11について、同一走行条件下で、タイヤモデル11の前後力が取得されうる。   As described above, in the tire model deformation step S51, the state in which the tire model 11 rolls on the soft road surface model 21A is calculated based on the slip ratio Sa. For this reason, in step S53, for example, the longitudinal force of the tire model 11 can be acquired under the same running conditions for the tire models 11 having different tread patterns and tire structures.

次に、図10に示されるように、シミュレーション工程S5では、予め指定された計算終了時間が経過したか否かが判断される(工程S54)。工程S54では、計算終了時間が経過したと判断された場合(工程S54で、「Y」)、次の工程S6が実施される。一方、計算終了時間が経過していないと判断された場合、工程S51〜工程S54が再度実施される。これにより、図9に示されるように、計算開始から計算終了まで微小時間Δt毎に、軟弱路面モデル21Aへの沈下しながら転動するタイヤモデル11が計算される。なお、計算終了時間については、実行するシミュレーションに応じて、安定した計算結果が得られるように定められる。また、シミュレーション工程S5での一連の処理は、例えば、上記した市販の有限要素解析アプリケーションソフトが用いられる。   Next, as shown in FIG. 10, in the simulation step S5, it is determined whether or not a previously specified calculation end time has elapsed (step S54). In step S54, when it is determined that the calculation end time has elapsed (“Y” in step S54), the next step S6 is performed. On the other hand, if it is determined that the calculation end time has not elapsed, steps S51 to S54 are performed again. Thereby, as shown in FIG. 9, the tire model 11 that rolls while sinking to the soft road surface model 21A is calculated every minute time Δt from the start of calculation to the end of calculation. The calculation end time is determined according to the simulation to be performed so that a stable calculation result is obtained. For the series of processes in the simulation step S5, for example, the above-mentioned commercially available finite element analysis application software is used.

次に、本実施形態のシミュレーション方法では、トラクション性能に関する物理量が、良好か否かが判断される(工程S6)。本実施形態の工程S6では、例えば、タイヤモデル11の物理量(本実施形態では、前後力)が、予め定められた目標値よりも大きい場合に、トラクション性能が良好と判断されている。これは、タイヤモデル11の前後力が大きいほど、軟弱路面モデル21Aへのタイヤモデル11の効果的な食い込みや、タイヤの表面と泥との摩擦及び粘着摩擦によって、高いトラクションを発揮していると考えられるためである。   Next, in the simulation method of the present embodiment, it is determined whether or not the physical quantity related to the traction performance is good (Step S6). In step S6 of the present embodiment, for example, if the physical quantity of the tire model 11 (in this embodiment, the longitudinal force) is larger than a predetermined target value, it is determined that the traction performance is good. This means that the larger the front-rear force of the tire model 11, the higher the traction due to the effective penetration of the tire model 11 into the soft road surface model 21A and the friction and adhesive friction between the tire surface and the mud. Because it is possible.

工程S6では、物理量が良好であると判断された場合(工程S6で、「Y」)、タイヤモデル11に基づいて、タイヤ2が製造される(工程S7)。一方、物理量が良好でないと判断された場合(工程S6で、「N」)、タイヤモデル11のトレッドパターンやタイヤ構造を含む設計因子が変更され(工程S8)、工程S1から工程S6が再度実施される。   In step S6, when it is determined that the physical quantity is good (“Y” in step S6), the tire 2 is manufactured based on the tire model 11 (step S7). On the other hand, when it is determined that the physical quantity is not good (“N” in step S6), the design factors including the tread pattern and the tire structure of the tire model 11 are changed (step S8), and steps S1 to S6 are performed again. Is done.

本実施形態では、前記スリップ率Saに基づいて、軟弱路面モデル21A上でタイヤモデル11が転動する状態が計算されるため、トレッドパターンやタイヤ構造を含む設計因子が変更されたタイヤモデル11について、同一走行条件下で物理量(前後力)が取得されうる。従って、本実施形態の工程S6では、設計因子が異なるタイヤモデル11のトラクション性能が正確に評価されうるため、高いトラクション性能を発揮しうるタイヤ2を、確実に製造することができる。   In the present embodiment, since the rolling state of the tire model 11 on the soft road surface model 21A is calculated based on the slip ratio Sa, the tire model 11 in which the design factors including the tread pattern and the tire structure are changed. The physical quantity (force in the longitudinal direction) can be acquired under the same running conditions. Therefore, in the step S6 of the present embodiment, the traction performance of the tire model 11 having different design factors can be accurately evaluated, so that the tire 2 that can exhibit high traction performance can be reliably manufactured.

ところで、タイヤモデル11は、トレッドパターンやタイヤ構造や荷重条件の相違により、軟弱路面モデル21Aへの沈下量Dがそれぞれ異なる。即ち、軟弱路面モデル21Aに大きく食い込むタイヤモデル11ほど、軟弱路面モデル21Aへの沈下量D(図9に示す)が大きくなる。沈下量Dが大きくなると、タイヤモデル11の前方に、軟弱路面モデル21Aの壁が大きくなるため、タイヤモデル11の前後力が低下する。従って、タイヤモデル11毎に異なる沈下量Dの相違により、タイヤモデル11の物理量を、同一条件下で取得することが難しくなるおそれがある。   By the way, in the tire model 11, the settlement amount D to the soft road surface model 21A differs depending on the tread pattern, the tire structure, and the load condition. That is, the more the tire model 11 digs into the soft road surface model 21A, the larger the amount of settlement D (shown in FIG. 9) to the soft road surface model 21A. When the sinking amount D increases, the wall of the soft road surface model 21A increases in front of the tire model 11, so that the longitudinal force of the tire model 11 decreases. Therefore, there is a possibility that it is difficult to acquire the physical quantity of the tire model 11 under the same condition due to the difference in the settlement amount D that differs for each tire model 11.

このような観点より、境界条件設定工程S3は、シミュレーション工程S5において、軟弱路面モデル21Aにタイヤモデル11が沈下するように、タイヤモデル11の沈下量Daが入力される工程S34がさらに含まれるのが望ましい。図13は、本発明の他の実施形態の境界条件設定工程S3の処理手順の一例を示すフローチャートである。図14は、本発明の他の実施形態のタイヤモデル11及び路面モデル21の側面図である。なお、この実施形態において、前実施形態と同一の処理が実施される工程、及び、同一のモデル等については、同一の符号を付して、説明を省略することがある。   From such a viewpoint, the boundary condition setting step S3 further includes a step S34 of inputting the sink amount Da of the tire model 11 so that the tire model 11 sinks to the soft road surface model 21A in the simulation step S5. Is desirable. FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the boundary condition setting step S3 according to another embodiment of the present invention. FIG. 14 is a side view of a tire model 11 and a road surface model 21 according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the steps in which the same processes as those in the previous embodiment are performed, and the same models and the like are denoted by the same reference numerals and description thereof may be omitted.

沈下量Daは、シミュレーション工程S5の計算開始から計算終了までの間、タイヤモデル11を軟弱路面モデル21Aに一定量沈下させるためのパラメータである。沈下量Daは、トレッドパターンやタイヤ構造が異なるタイヤモデル11毎に、予め実施されるシミュレーションによって定義される。   The settlement amount Da is a parameter for causing the tire model 11 to sink by a fixed amount on the soft road surface model 21A from the start of the calculation in the simulation step S5 to the end of the calculation. The settlement amount Da is defined by a simulation performed in advance for each tire model 11 having a different tread pattern and tire structure.

沈下量Daを求めるシミュレーションでは、周速度Va及び並進速度Vbを0として、荷重条件のみで各タイヤモデル11を沈下させる。そして、軟弱路面モデル21Aの反力と荷重とが釣り合って停止した沈下量を、各タイヤモデル11の沈下量Daとしている。これにより、この実施形態のシミュレーション工程S5では、スリップ率Saだけでなく、荷重条件による沈下量Daを考慮して、タイヤモデル11の物理量が取得されるため、タイヤ2(図2に示す)のトラクション性能が正確に評価されうる。   In the simulation for obtaining the settlement amount Da, the peripheral speed Va and the translation speed Vb are set to 0, and each tire model 11 is caused to sink only under the load condition. Then, the squat amount at which the reaction force and the load of the soft road surface model 21A are balanced and stopped is defined as the squat amount Da of each tire model 11. Thereby, in the simulation step S5 of this embodiment, the physical quantity of the tire model 11 is acquired in consideration of not only the slip rate Sa but also the sinking amount Da due to the load condition, so that the tire 2 (shown in FIG. 2) is obtained. Traction performance can be accurately evaluated.

沈下量Daについては、例えば、軟弱路面モデル21Aの特性等に応じて、適宜設定することができる。なお、沈下量Daが小さいと、軟弱路面(図示省略)を走行する実際のタイヤ2の沈下量よりも小さくなり、物理量の計算精度が低下するおそれがある。逆に、沈下量Daが大きいと、タイヤ2(図2に示す)を装着した実際の車両では、車両の下面が軟弱路面に接触し、タイヤ2に負荷される荷重が減少する。これにより、タイヤモデル11の荷重が、実際のタイヤ2の荷重よりも大となるため、計算精度が低下するおそれがある。このような観点より、沈下量Daは、軟弱路面モデル21Aが泥路面に基づいて設定される場合、好ましくは5cm以上が望ましく、また、好ましくは20cm以下が望ましい。   The settlement amount Da can be appropriately set according to, for example, the characteristics of the soft road surface model 21A. If the settlement amount Da is small, the settlement amount may be smaller than the actual settlement amount of the tire 2 traveling on a soft road surface (not shown), and the calculation accuracy of the physical quantity may be reduced. Conversely, if the sinking amount Da is large, in an actual vehicle equipped with the tire 2 (shown in FIG. 2), the lower surface of the vehicle comes into contact with a soft road surface, and the load applied to the tire 2 decreases. As a result, the load of the tire model 11 becomes larger than the actual load of the tire 2, and the calculation accuracy may be reduced. From such a viewpoint, when the soft road surface model 21A is set based on a muddy road surface, the settlement amount Da is preferably 5 cm or more, and more preferably 20 cm or less.

前実施形態の境界条件設定工程S3では、一定の沈下量Daが入力される工程S34を含む態様が例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、並進速度、周速度及び荷重条件に基づいて変化する(即ち、微小時間Δt毎に、タイヤモデル11が軟弱路面モデル21Aに徐々に沈下する)沈下量Dが定義されてもよい。とりわけ、砂路面や雪路面として定義される軟弱路面モデル21Aの場合は、変化する沈下量Dが定義されるのが望ましい。なお、沈下量Dは、タイヤモデル11に定義される変位速度Vcに基づいて変化される。図15は、本発明のさらに他の実施形態のタイヤモデル11及び路面モデル21の側面図である。   In the boundary condition setting step S3 of the previous embodiment, the mode including the step S34 of inputting the constant settlement amount Da is exemplified, but the embodiment is not limited to this. For example, a subsidence amount D that changes based on the translation speed, the peripheral speed, and the load condition (that is, the tire model 11 gradually subsides on the soft road surface model 21A every minute time Δt) may be defined. In particular, in the case of a soft road surface model 21A defined as a sandy road surface or a snowy road surface, it is desirable that the changing settlement amount D be defined. Note that the settlement amount D is changed based on the displacement speed Vc defined in the tire model 11. FIG. 15 is a side view of a tire model 11 and a road surface model 21 according to still another embodiment of the present invention.

変位速度Vcは、シミュレーション工程S5の計算開始から計算終了までの間、微小時間Δt毎に、タイヤモデル11の軟弱路面モデル21Aへの沈下量Dを、一定の割合で増加させるためのパラメータである。変位速度Vcは、トレッドパターンやタイヤ構造が異なる各タイヤモデル11において、同一の値が設定される。このため、各タイヤモデル11を、微小時間Δt毎に、同一の沈下量Dで沈下させることができる。これにより、この実施形態のシミュレーション工程S5では、前記スリップ率Saのみならず、さらに変位速度Vcを含む同一条件下で、タイヤモデル11の物理量が取得されうる。従って、この実施形態のシミュレーション方法では、タイヤ2(図2に示す)のトラクション性能が正確に評価されうる。しかも、この実施形態では、一定の沈下量Daが定義された前実施形態とは異なり、軟弱路面に徐々に沈下する実際のタイヤ2を再現することができるため、タイヤ2のトラクション性能がより正確に評価されうる。   The displacement speed Vc is a parameter for increasing the settlement amount D of the tire model 11 to the soft road surface model 21A at a constant rate every minute time Δt from the start of the calculation of the simulation step S5 to the end of the calculation. . The same value is set as the displacement speed Vc in each tire model 11 having a different tread pattern and tire structure. Therefore, each tire model 11 can be sunk with the same squat amount D every minute time Δt. Thereby, in the simulation step S5 of this embodiment, the physical quantity of the tire model 11 can be acquired under the same conditions including not only the slip ratio Sa but also the displacement speed Vc. Therefore, in the simulation method of this embodiment, the traction performance of the tire 2 (shown in FIG. 2) can be accurately evaluated. Moreover, in this embodiment, unlike the previous embodiment in which a certain amount of settlement Da is defined, the actual tire 2 that gradually sinks on a soft road surface can be reproduced, so that the traction performance of the tire 2 is more accurate. Can be evaluated.

変位速度Vcは、例えば、予め定められた条件(例えば、並進速度、周速度、及び、荷重条件等)に基づいて実施される事前のシミュレーションによって定義されるのが望ましい。これにより、シミュレーション工程S5において、タイヤモデル11を軟弱路面モデル21Aに安定して沈下させることができる。また、変位速度Vcは、シミュレーションに先立ち、少なくとも1本のタイヤを用いて測定された軟弱路面への沈下速度が用いられてもよい。   It is desirable that the displacement speed Vc is defined by a preliminary simulation performed based on predetermined conditions (for example, a translation speed, a peripheral speed, a load condition, and the like). Thereby, in the simulation step S5, the tire model 11 can be stably settled on the soft road surface model 21A. Further, as the displacement speed Vc, a sink speed on a soft road surface measured using at least one tire may be used prior to the simulation.

なお、変位速度Vcが小さいと、タイヤモデル11が一定量沈下するまでの時間が大きくなり、計算コストが増加するおそれがある。逆に、変位速度Vcが大きいと、タイヤモデル11の変形量が大きくなり、軟弱路面モデル21Aに発生する応力波が大きくなるため、計算安定性が低下するおそれがある。このような観点より、変位速度Vcは、軟弱路面モデル21Aが泥路面に基づいて設定される場合、好ましくは5cm/S以上が望ましく、また、好ましくは20cm/S以下が望ましい。   If the displacement speed Vc is low, the time required for the tire model 11 to sink down by a certain amount increases, and the calculation cost may increase. Conversely, if the displacement speed Vc is high, the amount of deformation of the tire model 11 increases, and the stress wave generated in the soft road surface model 21A increases, so that the calculation stability may decrease. From such a viewpoint, when the soft road surface model 21A is set based on a muddy road surface, the displacement speed Vc is preferably 5 cm / S or more, and more preferably 20 cm / S or less.

これまでの実施形態では、軟弱路面が泥路面としてモデル化された軟弱路面モデル21Aが用いられる態様が例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、軟弱路面は、砂路面や雪路面であってもよい。   In the embodiments described above, the mode in which the soft road surface model 21A in which the soft road surface is modeled as a muddy road surface is used, but the embodiment is not limited thereto. For example, the soft road surface may be a sandy road surface or a snowy road surface.

軟弱路面が砂路面である場合は、例えば、上記特許文献3に基づいて、泥のような粘着摩擦は発生しない砂の物性が定義された軟弱路面モデルが設定されるのが望ましい。このような軟弱路面モデル21Aが用いられることにより、シミュレーション工程S5では、砂路面を転動するタイヤ2を再現することができる。   When the soft road surface is a sand road surface, for example, it is desirable to set a soft road surface model in which the physical properties of sand that does not generate mud-like adhesive friction are defined based on Patent Document 3 described above. By using such a soft road surface model 21A, in the simulation step S5, the tire 2 rolling on a sandy road surface can be reproduced.

軟弱路面が雪路面である場合は、例えば、上記特許文献2に基づいて、雪をモデル化した雪モデルによって、軟弱路面モデルが設定されるのが望ましい。この雪モデルは、泥のような粘着摩擦を有さず、圧縮による体積変化を表現でき、かつ、この体積変化が実質的に永続する要素から構成されている。さらに、雪モデルは、せん断歪が予め定められた値を超えたときに、破壊が発生するように定義される。このような軟弱路面モデル21Aが用いられることにより、シミュレーション工程S5では、タイヤ2が雪路面を走行する際の雪の破壊を再現することができる。   When the soft road surface is a snowy road surface, it is desirable that the soft road surface model is set by a snow model that models snow, for example, based on Patent Document 2 described above. This snow model does not have mud-like adhesive friction, can express a volume change due to compression, and is composed of elements in which the volume change is substantially permanent. Further, the snow model is defined such that a break occurs when the shear strain exceeds a predetermined value. By using such a soft road surface model 21A, in the simulation step S5, it is possible to reproduce the destruction of snow when the tire 2 travels on a snowy road surface.

また、この実施形態においても、前記スリップ率Saでタイヤモデル11が転動するように、周速度Vaと並進速度Vbとがそれぞれ独立して入力される。このため、雪路面でのトラクション性能が、正確に評価されうる。なお、スリップ率Saは、軟弱路面モデル21Aが雪路面に基づいて設定されている場合、好ましくは20%以下であり、また、好ましくは5%以上である。また、沈下量Daは、好ましくは0.1cm以上が望ましく、また、好ましくは5cm以下が望ましい。なお、この実施形態では、タイヤモデル11を、雪路面をモデル化した軟弱路面モデル21Aに徐々に沈下させていない。このため、変位速度Vcを設定しない。   Also in this embodiment, the peripheral speed Va and the translation speed Vb are input independently so that the tire model 11 rolls at the slip ratio Sa. Therefore, traction performance on a snowy road surface can be accurately evaluated. When the soft road surface model 21A is set based on a snowy road surface, the slip ratio Sa is preferably 20% or less, and more preferably 5% or more. The settlement amount Da is preferably 0.1 cm or more, and more preferably 5 cm or less. In this embodiment, the tire model 11 is not gradually lowered to the soft road surface model 21A that models a snowy road surface. Therefore, the displacement speed Vc is not set.

雪用タイヤは、トレッド表面ゴムが一般的に柔らかいため、シミュレーション工程S5の計算開始時から、上記スリップ率Saに基づいてタイヤモデル11の転動が計算されると、タイヤモデル11の要素F(i)が潰れて、計算落ちを招くおそれがある。従って、シミュレーション工程S5の計算開始時からタイヤモデル11の転動が安定するまでの間、スリップ率Saがゼロとなるように、同一の周速度Va及び並進速度Vbが設定されるのが望ましい。タイヤモデル11の並進速度Vbは、前実施形態で説明したように、駆動時において、ゼロに設定されてもよい。   Since the tread surface rubber of the snow tire is generally soft, when the rolling of the tire model 11 is calculated based on the slip ratio Sa from the start of the calculation in the simulation step S5, the element F ( i) may be crushed, resulting in a loss of calculation. Therefore, it is desirable that the same peripheral speed Va and the same translation speed Vb are set so that the slip ratio Sa becomes zero from the start of the calculation in the simulation step S5 until the rolling of the tire model 11 is stabilized. The translation speed Vb of the tire model 11 may be set to zero during driving, as described in the previous embodiment.

図16は、周速度Va及び並進速度Vbと、シミュレーションの時間との関係の一例を示すグラフである。このグラフでは、例えば、計算開始時0(s)〜0.18(s)において、スリップ率Saがゼロとなるように、同一の周速度Va及び並進速度Vbが設定される。さらに、周速度Va及び並進速度Vbは、漸増している。これにより、タイヤモデル11と軟弱路面モデル21Aとの摩擦を抑えつつ、タイヤモデル11の転動を安定させることができる。   FIG. 16 is a graph showing an example of the relationship between the peripheral speed Va and the translation speed Vb, and the simulation time. In this graph, for example, the same peripheral speed Va and translation speed Vb are set so that the slip ratio Sa becomes zero from 0 (s) to 0.18 (s) at the start of calculation. Further, the peripheral speed Va and the translation speed Vb are gradually increasing. Thereby, the rolling of the tire model 11 can be stabilized while suppressing the friction between the tire model 11 and the soft road surface model 21A.

次に、このグラフでは、例えば0.18(s)〜0.28(s)において、周速度Vaのみを漸増させている。さらに、このグラフでは、例えば0.28(s)以降において 一定のスリップ率Saでタイヤモデル11が転動するように、周速度Va及び並進速度Vbが設定されている。このように、タイヤモデル11の転動が安定した後に、一定のスリップ率Saが設定されるため、計算落ちを効果的に防いで、計算時間を短縮することができる。なお、工程S6では、スリップ率Saで走行中(グラフでは、0.28(s)以降)のタイヤモデル11の前後力に基づいて、トラクション性能が評価される。   Next, in this graph, for example, in the range of 0.18 (s) to 0.28 (s), only the peripheral speed Va is gradually increased. Further, in this graph, the peripheral speed Va and the translation speed Vb are set so that, for example, after 0.28 (s), the tire model 11 rolls at a constant slip ratio Sa. As described above, since the constant slip ratio Sa is set after the rolling of the tire model 11 is stabilized, calculation omission can be effectively prevented, and the calculation time can be reduced. In step S6, the traction performance is evaluated based on the longitudinal force of the tire model 11 while traveling at the slip ratio Sa (0.28 (s) or later in the graph).

これまでの実施形態の路面モデル21は、軟弱路面モデル21Aによって構成される場合が例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、路面モデル21は、アスファルトや氷上等の硬質路面をモデル化した硬質路面モデル(図示省略)であってもよい。このような硬質路面モデルが用いられることにより、シミュレーション工程S5では、硬質路面を転動するタイヤ2を再現することができる。また、スリップ率Saでタイヤモデル11が転動するように、周速度Va及び並進速度Vbが独立して入力されるため、硬質路面でのトラクション性能が、正確に評価されうる。   Although the case where the road surface model 21 of the embodiments described above is configured by the soft road surface model 21A has been exemplified, the present invention is not limited to this. For example, the road surface model 21 may be a hard road surface model (not shown) that models a hard road surface such as asphalt or on ice. By using such a hard road surface model, the tire 2 rolling on the hard road surface can be reproduced in the simulation step S5. Further, since the peripheral speed Va and the translation speed Vb are input independently so that the tire model 11 rolls at the slip ratio Sa, the traction performance on a hard road surface can be accurately evaluated.

路面モデル21が硬質路面(アスファルト)に基づいて設定されている場合、スリップ率Saは、好ましくは10%以下であり、また、好ましくは、0.01%以上である。路面モデル21が硬質路面(氷上)に基づいて設定されている場合、スリップ率Saは、好ましくは80%以下であり、また、好ましくは、1%以上である。また、この実施形態では、雪路面に基づいて設定される路面モデル21と同様に、シミュレーション工程S5の計算開始時からタイヤモデル11の転動が安定するまでの間、スリップ率Saがゼロとなるように、同一の周速度Va及び並進速度Vbが設定されるのが望ましい。なお、周速度Va及び並進速度Vbについては、タイヤモデル11の要素F(i)が潰れない範囲に設定される。   When the road surface model 21 is set based on a hard road surface (asphalt), the slip ratio Sa is preferably 10% or less, and more preferably 0.01% or more. When the road surface model 21 is set based on a hard road surface (on ice), the slip ratio Sa is preferably 80% or less, and more preferably 1% or more. In this embodiment, as in the case of the road surface model 21 set based on the snowy road surface, the slip ratio Sa is zero from the start of the calculation in the simulation step S5 until the rolling of the tire model 11 is stabilized. Thus, it is desirable that the same peripheral speed Va and the same translation speed Vb are set. The peripheral speed Va and the translation speed Vb are set in a range where the element F (i) of the tire model 11 does not collapse.

これまでの実施形態では、並進速度Vbが、周速度Vaよりも小さい態様が例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、並進速度Vbが周速度Vaよりも大きくてもよい。これにより、シミュレーション工程S5では、路面モデル21において制動するタイヤモデル11が計算されうる。この場合、上記式(2)に基づいて、スリップ率Saが求められる。また、タイヤモデル11に並進速度Vbが設定される態様が例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、タイヤモデル11とは逆向きの並進速度Vbが、路面モデル21に設定されてもよい。   Although the embodiment in which the translation speed Vb is smaller than the peripheral speed Va has been exemplified in the embodiments described above, the embodiment is not limited to this. For example, the translation speed Vb may be higher than the peripheral speed Va. Thus, in the simulation step S5, the tire model 11 to be braked on the road surface model 21 can be calculated. In this case, the slip ratio Sa is obtained based on the above equation (2). Further, the mode in which the translation speed Vb is set in the tire model 11 has been illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, a translation speed Vb in the opposite direction to the tire model 11 may be set in the road surface model 21.

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。   As described above, particularly preferred embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and can be implemented in various forms.

[実施例A]
同一構造を有し、かつ、トレッドパターンがそれぞれ異なる第1タイヤ及び第2タイヤが作成された。各タイヤを排気量1800ccの国産FR車の全輪に装着して、雪路を走破させ、プロのテストドライバーのフィーリングにより、タイヤのトラクション性能が評価された。評価は、第1タイヤを100とする指数で示した。数値が高いほど良好である。
[Example A]
A first tire and a second tire having the same structure and different tread patterns were produced. Each tire was mounted on all the wheels of a domestic FR car with a displacement of 1800 cc, traveled on snowy roads, and the traction performance of the tires was evaluated by the feeling of a professional test driver. The evaluation was indicated by an index with the first tire being 100. The higher the value, the better.

図3に示した処理手順に従って、タイヤモデルと、雪路面に基づいて設定された軟弱路面モデルとが、コンピュータに入力された。タイヤモデルは、第1タイヤに基づいて設定された第1タイヤモデルと、第2タイヤに基づいて設定された第2タイヤモデルとが含まれている(実施例)。   According to the processing procedure shown in FIG. 3, the tire model and the soft road surface model set based on the snowy road surface were input to the computer. The tire model includes a first tire model set based on the first tire and a second tire model set based on the second tire (Example).

さらに、図10〜図12に示した処理手順に従って、予め定められた範囲のスリップ率Saで各タイヤモデルが転動するように、周速度Vaと並進速度Vbとがそれぞれ独立して入力された。周速度Va及び並進速度Vbは、図16に示したグラフに基づいて設定された。次に、軟弱路面モデル上で各タイヤモデルを転動させるシミュレーション工程が実施され、各タイヤモデルの前後力が求められた。前後力は、タイヤモデルの回転軸において計算された。そして、スリップ率Saでの平均前後力に基づいて、各タイヤモデルのトラクション性能が評価された。評価は、第1タイヤモデルの平均前後力を100とする指数で示した。数値が高いほど良好である。図17は、第1タイヤモデル及び第2タイヤタイヤモデルの転動時間と、前後力との関係を示すグラフである。   Further, the peripheral speed Va and the translation speed Vb are independently input according to the processing procedure shown in FIGS. 10 to 12 so that each tire model rolls at a slip ratio Sa in a predetermined range. . The peripheral speed Va and the translation speed Vb were set based on the graph shown in FIG. Next, a simulation step of rolling each tire model on a soft road surface model was performed, and the longitudinal force of each tire model was determined. The longitudinal force was calculated at the axis of rotation of the tire model. Then, the traction performance of each tire model was evaluated based on the average longitudinal force at the slip ratio Sa. The evaluation was indicated by an index with the average front-rear force of the first tire model being 100. The higher the value, the better. FIG. 17 is a graph showing the relationship between the rolling time of the first tire model and the second tire model and the longitudinal force.

比較のために、従来のシミュレーション方法に基づいて、第1タイヤモデル及び第2タイヤモデルに同一の回転速度が定義され、路面モデル上で転動する状態が計算された。そして、転動している第1タイヤモデル及び第2タイヤモデルから前後力が取得され、各タイヤモデルの平均前後力に基づいて、トラクション性能が評価された。評価は、第1タイヤモデルの平均前後力を100とする指数で示した。数値が高い程良好である(比較例)。テスト結果を表1に示す。また、共通仕様は、次のとおりである。
タイヤサイズ:195/65R15
荷重:469.07kgf
内圧:1.795kgf/cm2
リムサイズ:8.0J×15.0
路面、路面モデル:
温度:−5℃
密度:480kg/m3
新雪の厚さ:5cm
実験例:
走行速度:5km/h〜30km/h
実施例:
スリップ率Ra:12.5%(周速度Va:5.625km、並進速度Vb:5km/h)
比較例:
回転速度:42rpm(時速5km)、47rpm(時速5.625km)
For comparison, the same rotation speed was defined for the first tire model and the second tire model based on a conventional simulation method, and the state of rolling on the road surface model was calculated. Then, the longitudinal force was obtained from the rolling first and second tire models, and the traction performance was evaluated based on the average longitudinal force of each tire model. The evaluation was indicated by an index with the average front-rear force of the first tire model being 100. The higher the numerical value, the better (Comparative Example). Table 1 shows the test results. The common specifications are as follows.
Tire size: 195 / 65R15
Load: 469.07kgf
Internal pressure: 1.795 kgf / cm 2
Rim size: 8.0J × 15.0
Road surface, road surface model:
Temperature: -5 ° C
Density: 480 kg / m 3
Fresh snow thickness: 5cm
Experimental example:
Travel speed: 5km / h-30km / h
Example:
Slip ratio Ra: 12.5% (peripheral speed Va: 5.625 km, translation speed Vb: 5 km / h)
Comparative example:
Rotation speed: 42 rpm (5 km / h), 47 rpm (5.625 km / h)

テストの結果、実施例のシミュレーション方法では、第1タイヤモデル及び第2タイヤモデルが、同一のスリップ率Saで転動する状態が計算されたため、同一条件下で、タイヤモデル11の物理量を取得できた。一方、比較例のシミュレーション方法では、第1タイヤモデル及び第2タイヤモデルに同一の回転数が定義されたため、それぞれ異なる走行速度で転動する状態が計算された。従って、比較例のシミュレーション方法では、同一条件下で、タイヤモデル11の物理量を取得できなかった。   As a result of the test, in the simulation method of the embodiment, the state in which the first tire model and the second tire model roll at the same slip ratio Sa is calculated, so that the physical quantity of the tire model 11 can be acquired under the same conditions. Was. On the other hand, in the simulation method of the comparative example, since the same rotation speed was defined for the first tire model and the second tire model, the states of rolling at different traveling speeds were calculated. Therefore, in the simulation method of the comparative example, the physical quantity of the tire model 11 could not be obtained under the same conditions.

表1に示されるように、実施例の第2タイヤモデルの前後力は、比較例の第2タイヤモデルの前後力に比べて、実験例の第2タイヤモデルの前後力に近似した。従って、実施例のシミュレーション方法は、比較例のシミュレーション方法に比べて、タイヤのトラクション性能を正確に評価できた。   As shown in Table 1, the longitudinal force of the second tire model of the example was closer to the longitudinal force of the second tire model of the experimental example than the longitudinal force of the second tire model of the comparative example. Therefore, the simulation method of the example was able to accurately evaluate the traction performance of the tire as compared with the simulation method of the comparative example.

また、実施例のシミュレーション方法では、図16に示したグラフに基づいて、周速度Va及び並進速度Vbが設定されたため、計算落ちを効果的に防ぐことができた。一方、比較例のシミュレーション方法では、計算落ちを予め防ぐために、実際のタイヤよりも小さなトルクが設定されたため、各タイヤモデルの並進速度が、実施例のタイヤモデルの並進速度よりも小に計算された。従って、実施例のシミュレーション方法では、比較例のシミュレーション方法よりも計算時間を大幅に短縮することができた。   Further, in the simulation method of the embodiment, the peripheral speed Va and the translation speed Vb are set based on the graph shown in FIG. On the other hand, in the simulation method of the comparative example, a torque smaller than the actual tire was set in order to prevent a drop in calculation in advance, so that the translation speed of each tire model was calculated to be smaller than the translation speed of the tire model of the example. Was. Therefore, in the simulation method of the example, the calculation time was significantly reduced as compared with the simulation method of the comparative example.

[実施例B]
同一構造を有し、かつ、トレッドパターンがそれぞれ異なる第1タイヤ及び第2タイヤが作成され、泥路面において、各タイヤの前後力(牽引力)が測定された。前後力の測定には、特開2012−215550号公報に記載されたタイヤの台上試験装置を用いられた(実験例)。さらに、実験例では、第1タイヤ及び第2タイヤについて、泥引掻き時(タイヤ回転角度:40°〜80°)の平均前後力、泥摩擦時(タイヤ回転角度:80°〜100°)の平均前後力が、第2タイヤを100とする指数で計算された。テスト結果を表2に示している。図18は、第1タイヤ及び第2タイヤの回転角度と前後力との関係を示すグラフである。
[Example B]
First and second tires having the same structure and different tread patterns were prepared, and the longitudinal force (traction force) of each tire was measured on a muddy road surface. For the measurement of the longitudinal force, a bench test apparatus for a tire described in JP-A-2012-215550 was used (an experimental example). Further, in the experimental example, the average front-rear force during mud scratching (tire rotation angle: 40 ° to 80 °) and the average back and forth force during mud friction (tire rotation angle: 80 ° to 100 °) for the first tire and the second tire. The longitudinal force was calculated as an index with the second tire as 100. The test results are shown in Table 2. FIG. 18 is a graph showing the relationship between the rotation angles of the first tire and the second tire and the longitudinal force.

図3に示した処理手順に従って、タイヤモデルと、泥路面に基づいて設定された軟弱路面モデルとが、コンピュータに入力された。タイヤモデルは、第1タイヤに基づいて設定された第1タイヤモデルと、第2タイヤに基づいて設定された第2タイヤモデルとが含まれている。   According to the processing procedure shown in FIG. 3, the tire model and the soft road surface model set based on the muddy road surface were input to the computer. The tire model includes a first tire model set based on the first tire and a second tire model set based on the second tire.

さらに、図10〜図12に示した処理手順に従って、予め定められた範囲のスリップ率Saでタイヤモデルが転動するように、周速度Vaと並進速度Vbとがそれぞれ独立して入力された。そして、路面モデル上で各タイヤモデルを転動させるシミュレーション工程が実施され、各タイヤモデルの前後力が求められた(実施例)。前後力は、タイヤモデルの回転軸において計算された。さらに、実施例では、第1タイヤモデル及び第2タイヤモデルについて、前記泥引掻き時の平均前後力、前記泥摩擦時の平均前後力が、第2タイヤモデルを100とする指数で計算された。テスト結果を表2に示している。図19は、第1タイヤモデル及び第2タイヤタイヤモデルの回転角度と、前後力との関係を示すグラフである。共通仕様は、次のとおりである。
タイヤサイズ:285/60R18
実験例:
泥桶部に収容された泥の深さ:15cm
タイヤの沈下量:8cm(固定)
タイヤの回転速度:0.3km(固定)
泥:砂質粘土(採取地:奈良)
実施例:
周速度Va:30km(固定)
並進速度Vb:0km(固定)
スリップ率Sa:100%
軟弱路面モデルの深さ:15cm
タイヤモデルの沈下量Da:8cm(固定)
軟弱路面モデルの粒度分布:
砂分:45%
シルト:28%
粘土分:27%
含水比:38%
計算日数:3日
Further, the peripheral speed Va and the translation speed Vb are independently input according to the processing procedure shown in FIGS. 10 to 12 so that the tire model rolls at a slip ratio Sa in a predetermined range. Then, a simulation step of rolling each tire model on the road surface model was performed, and the longitudinal force of each tire model was determined (Example). The longitudinal force was calculated at the axis of rotation of the tire model. Further, in the example, the average longitudinal force at the time of scratching the mud and the average longitudinal force at the time of mud friction were calculated by an index with the second tire model being 100 for the first tire model and the second tire model. The test results are shown in Table 2. FIG. 19 is a graph showing the relationship between the rotational angles of the first tire model and the second tire model, and the longitudinal force. The common specifications are as follows.
Tire size: 285 / 60R18
Experimental example:
Depth of mud stored in mud section: 15cm
Tire sinking amount: 8cm (fixed)
Tire rotation speed: 0.3km (fixed)
Mud: sandy clay (collection place: Nara)
Example:
Peripheral speed Va: 30km (fixed)
Translation speed Vb: 0 km (fixed)
Slip ratio Sa: 100%
Depth of soft road surface model: 15cm
Settlement amount of tire model Da: 8cm (fixed)
Particle size distribution of soft road surface model:
Sand content: 45%
Silt: 28%
Clay content: 27%
Water content: 38%
Calculation days: 3 days

テストの結果、図18のグラフ及び表2に示されるように、泥引掻き時及び泥摩擦時において、第1タイヤの前後力が、第2タイヤの前後力よりも大であった。一方、図19のグラフ及び表2に示されるように、泥引掻き時及び泥摩擦時において、第1タイヤモデルの前後力が、第2タイヤモデルの前後力よりも大であった。従って、本実施形態のシミュレーション方法は、トラクション性能を正確に測定できた。   As a result of the test, as shown in the graph of FIG. 18 and Table 2, the longitudinal force of the first tire was larger than the longitudinal force of the second tire during mud scraping and mud friction. On the other hand, as shown in the graph of FIG. 19 and Table 2, during mud scraping and mud friction, the longitudinal force of the first tire model was larger than the longitudinal force of the second tire model. Therefore, the simulation method of the present embodiment was able to accurately measure the traction performance.

11 タイヤモデル
21 路面モデル
Sa スリップ率
Va 周速度
Vb 並進速度
11 tire model 21 road surface model Sa slip ratio Va peripheral speed Vb translation speed

Claims (5)

コンピュータを用いて、タイヤのトラクション性能を評価するためのシミュレーション方法であって、
前記コンピュータに、前記タイヤを有限個の要素でモデル化したタイヤモデルを入力する工程、
前記コンピュータに、路面を有限個の要素でモデル化した路面モデルを入力する工程、
前記コンピュータに、前記路面モデル上で前記タイヤモデルを転動させるための周速度及び並進速度を含む境界条件を入力する境界条件設定工程、
前記コンピュータが、前記境界条件に基づいて、前記路面モデル上で前記タイヤモデルを転動させるシミュレーション工程、並びに
前記転動しているタイヤモデルからトラクション性能に関する物理量を取得する工程を含み、
前記境界条件設定工程は、前記シミュレーション工程において、予め定められた範囲のスリップ率で前記タイヤモデルが転動するように、前記周速度と前記並進速度とがそれぞれ独立して入力される工程を含み、
前記路面モデルは、軟弱路面をモデル化した軟弱路面モデルであり、
前記シミュレーション工程は、シミュレーションの単位時間毎に、前記軟弱路面モデルに徐々に沈下しながら転動する前記タイヤモデルを計算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 simulation method for evaluating traction performance of a tire using a computer,
Inputting a tire model in which the tire is modeled with a finite number of elements to the computer;
A step of inputting a road surface model obtained by modeling the road surface with a finite number of elements to the computer,
A boundary condition setting step of inputting boundary conditions including a peripheral speed and a translation speed for rolling the tire model on the road surface model to the computer;
The computer, based on the boundary condition, a simulation step of rolling the tire model on the road model, and a step of obtaining a physical quantity related to traction performance from the rolling tire model,
The boundary condition setting step includes a step in which, in the simulation step, the peripheral speed and the translation speed are input independently so that the tire model rolls at a slip ratio in a predetermined range. See
The road surface model is a soft road surface model that models a soft road surface,
The simulation method of a tire, wherein the simulation step calculates the tire model that rolls while gradually sinking on the soft road surface model for each unit time of the simulation.
前記並進速度は、前記周速度よりも小さい請求項1記載のタイヤのシミュレーション方法。   The tire simulation method according to claim 1, wherein the translation speed is lower than the peripheral speed. 前記物理量は、前記タイヤモデルの前後力を含む請求項1又は2に記載のタイヤのシミュレーション方法。   The tire simulation method according to claim 1, wherein the physical quantity includes a longitudinal force of the tire model. 前記軟弱路面は、雪路面又は泥路面である請求項1乃至3のいずれかに記載のタイヤのシミュレーション方法。 The tire simulation method according to claim 1 , wherein the soft road surface is a snowy road surface or a muddy road surface . 前記境界条件設定工程は、前記タイヤモデルを徐々に沈下させる変位速度を入力する工程をさらに含む請求項1乃至4のいずれかに記載のタイヤのシミュレーション方法。
The tire simulation method according to any one of claims 1 to 4, wherein the boundary condition setting step further includes a step of inputting a displacement speed at which the tire model is gradually lowered .
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