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JP2012006523A - Simulation model creating method, simulation method, simulation model creating device and simulation device - Google Patents

Simulation model creating method, simulation method, simulation model creating device and simulation device Download PDF

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JP2012006523A
JP2012006523A JP2010145342A JP2010145342A JP2012006523A JP 2012006523 A JP2012006523 A JP 2012006523A JP 2010145342 A JP2010145342 A JP 2010145342A JP 2010145342 A JP2010145342 A JP 2010145342A JP 2012006523 A JP2012006523 A JP 2012006523A
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tire
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simulation
tire model
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Takashi Kojima
隆嗣 小島
Masataka Koishi
正隆 小石
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress an increase in calculation time in tire simulation.SOLUTION: A computer creates a first tire model ununiform in a circumferential direction based on a pneumatic tire to be evaluated, and a second tire model actually ununiform in the circumferential direction based on the pneumatic tire to be evaluated (step S12). The computer executes analysis of contact of the second tire model to obtain displacement of joints of the second tire model (step S14). The computer imparts, to the first tire model, rotation information indicating the change in joints in time which is obtained by converting the circumferential position of the joints of the second tire model into time to obtain the rolling shape of the first tire model (steps S16, S18). The computer creates a spatial model in which a region including a region contacting like a contacting shape is divided into a plurality of elements (step S20).

Description

本発明は、コンピュータを用いたタイヤの解析に用いるシミュレーションモデルを作成する方法、作成したシミュレーションモデルを用いるシミュレーション方法及びその装置に関する。   The present invention relates to a method for creating a simulation model used for tire analysis using a computer, a simulation method using the created simulation model, and an apparatus therefor.

コンピュータを用いた解析によってタイヤの様々な性能を評価し、これに基づいてタイヤ、さらにはタイヤを装着する車両を設計する手法が提案され、実用化されてきている。例えば、特許文献1には、有限要素法等の数値解析手法により、タイヤとホイールの組み立て体の挙動を解析するシミュレーション方法が記載されている。また、特許文献2には、タイヤのノイズ性能を解析するシミュレーション方法が記載されている。   A method for evaluating various performances of a tire by analysis using a computer and designing a tire and further a vehicle on which the tire is mounted based on the performance has been proposed and put into practical use. For example, Patent Document 1 describes a simulation method for analyzing the behavior of an assembly of a tire and a wheel by a numerical analysis method such as a finite element method. Patent Document 2 describes a simulation method for analyzing the noise performance of a tire.

特開2007−83925号公報JP 2007-83925 A 特開2009−161115号公報JP 2009-161115 A

タイヤの性能を評価するためには、シミュレーションモデルとして、条件に対応する各時間のタイヤの形状を算出する必要がある。例えば、特許文献1や特許文献2に記載のシミュレーション方法は、タイヤモデルを路面モデルに接地させた状態でタイヤを回転させる演算を行う。すなわち、これらのシミュレーション方法は、変形計算を繰り返し行い、タイヤの形状を算出している。しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載のシミュレーション方法のように、タイヤモデルと路面モデルとを相対的に回転させ、転動状態のタイヤモデルの各時間におけるタイヤの形状を算出することを繰り返すと、タイヤの形状を算出するための計算が増加する。計算量が多くなると、解析に長時間を要するとともに、コンピュータの負荷が多くなる。特に、ラグ溝等が形成されているために周方向において子午断面形状が変化する空気入りタイヤの場合は、計算量の増加は顕著である。   In order to evaluate the performance of the tire, it is necessary to calculate the shape of the tire at each time corresponding to the conditions as a simulation model. For example, the simulation methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2 perform an operation of rotating the tire while the tire model is in contact with the road surface model. That is, in these simulation methods, deformation calculation is repeatedly performed to calculate the tire shape. However, like the simulation methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the tire model and the road surface model are relatively rotated, and the tire shape at each time of the rolling tire model is calculated repeatedly. And the calculation for calculating the shape of the tire increases. When the amount of calculation increases, the analysis takes a long time and the load on the computer increases. In particular, in the case of a pneumatic tire in which the meridional cross-sectional shape changes in the circumferential direction due to the formation of lug grooves or the like, the increase in calculation amount is significant.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、計算に要する時間の増加を抑制できるシミュレーションモデル作成方法、シミュレーション方法、シミュレーションモデル作成装置、及びシミュレーション装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a simulation model creation method, a simulation method, a simulation model creation device, and a simulation device that can suppress an increase in time required for calculation.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るシミュレーションモデル作成方法は、コンピュータが、評価対象の空気入りタイヤに基づく周方向に不均一な第1タイヤモデルと、前記評価対象の空気入りタイヤに基づく実質的に周方向に均一な第2タイヤモデルと、ホイールモデルと、路面モデルとを作成する第1モデル作成ステップと、前記コンピュータが、前記第2タイヤモデルの接地解析を実行して、前記第2タイヤモデルの節点の変位を求める接地解析部と、前記コンピュータが、前記第2タイヤモデルが有する節点の周方向位置を時間に変換することによって得られる、前記節点の時間に対する変化を表す回転情報を、前記第1タイヤモデルの節点と前記第2タイヤモデルの節点との間における相対的な位置関係を用いて、前記第1タイヤモデルに付与することにより、前記第1タイヤモデルの転動形状を求めるタイヤ転動形状作成ステップと、前記コンピュータが、前記タイヤ転動形状作成ステップで得られた転動形状に接する領域を含む領域を複数の要素に分割した空間モデルを作成する第2モデル作成ステップと、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a simulation model creation method according to the present invention includes a first tire model in which a computer is uneven in a circumferential direction based on a pneumatic tire to be evaluated, and the evaluation object. A first model creating step for creating a second tire model substantially uniform in the circumferential direction based on the pneumatic tire, a wheel model, and a road surface model; and the computer performs a ground contact analysis of the second tire model. And a time of the node obtained by converting the circumferential position of the node of the second tire model into time by the ground contact analysis unit that executes and calculates the displacement of the node of the second tire model. Rotation information representing a change with respect to the relative position relationship between the nodes of the first tire model and the nodes of the second tire model. In addition, a tire rolling shape creation step for obtaining a rolling shape of the first tire model by applying to the first tire model, and a rolling shape obtained by the computer in the tire rolling shape creation step. And a second model creating step of creating a spatial model in which a region including a region in contact with is divided into a plurality of elements.

本発明の望ましい態様として、前記タイヤ転動形状作成ステップにおいて、前記コンピュータは、前記第1タイヤモデルの節点の位置を表す情報に回転演算を施すことにより、前記回転情報を求めることが好ましい。   As a desirable mode of the present invention, in the tire rolling shape creation step, it is preferable that the computer obtains the rotation information by performing a rotation calculation on information representing a position of a node of the first tire model.

本発明の望ましい態様として、前記タイヤ転動形状作成ステップにおいて、前記コンピュータは、前記第1タイヤモデルの周方向に隣接する節点間の情報を補間することにより、前記回転情報を求めることが好ましい。   As a desirable mode of the present invention, in the tire rolling shape creation step, the computer preferably obtains the rotation information by interpolating information between nodes adjacent in the circumferential direction of the first tire model.

本発明の望ましい態様として、前記第1モデル作成ステップにおいて、前記コンピュータは、前記第2タイヤモデルの外側に拡張領域を設けることが好ましい。   As a desirable mode of the present invention, in the first model creation step, it is preferable that the computer provides an extended region outside the second tire model.

本発明の望ましい態様として、前記第2モデル作成ステップにおいて、前記コンピュータは、前記転動形状の周囲に形成され、前記転動形状の時間変化に応じて要素の構造が変化する第1要素領域と、前記第1要素領域の外周に形成され、要素構造が変化しない第2要素領域とを含む前記空間モデルを作成することが好ましい。   As a desirable mode of the present invention, in the second model creation step, the computer is formed around the rolling shape, and a first element region in which the structure of the element changes according to the time change of the rolling shape; It is preferable to create the spatial model including a second element region formed on the outer periphery of the first element region and having an element structure that does not change.

本発明の望ましい態様として、前記第2モデル作成ステップにおいて、前記コンピュータは、前記評価対象の空気入りタイヤが装着される車両の少なくとも一部を解析モデル化し、当該解析モデルと前記転動形状とに接した領域を含む領域を、複数の要素に分割して空間モデルを作成することが好ましい。   As a preferred aspect of the present invention, in the second model creation step, the computer converts an analysis model of at least a part of a vehicle on which the pneumatic tire to be evaluated is mounted, and uses the analysis model and the rolling shape. It is preferable to create a spatial model by dividing an area including a contact area into a plurality of elements.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るシミュレーション方法は、前記コンピュータは、前記シミュレーションモデル作成方法により得られた前記空間モデルを用いて、流体解析を行うことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a simulation method according to the present invention is characterized in that the computer performs fluid analysis using the spatial model obtained by the simulation model creation method. To do.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るシミュレーションモデル作成装置は、評価対象の空気入りタイヤに基づく周方向に不均一な第1タイヤモデルと、前記評価対象の空気入りタイヤに基づく実質的に周方向に均一な第2タイヤモデルと、ホイールモデルと、路面モデルとを作成する第1解析モデル作成部と、前記第2タイヤモデルの接地解析を実行して、前記第2タイヤモデルの節点の変位を求める接地解析部と、前記第2タイヤモデルが有する節点の周方向位置を時間に変換することによって得られる、前記節点の時間に対する変化を表す回転情報を、前記第1タイヤモデルの節点と前記第2タイヤモデルの節点との間における相対的な位置関係を用いて、前記第1タイヤモデルに付与することにより、前記第1タイヤモデルの転動形状を求める解析結果変換部と、前記解析結果変換部が求めた転動形状に接する領域を含む領域を複数の要素に分割した空間モデルを作成する第2モデル作成部と、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a simulation model creation device according to the present invention includes a first tire model that is non-uniform in a circumferential direction based on a pneumatic tire to be evaluated, and a pneumatic to be evaluated. Performing a first analysis model creation unit that creates a second tire model that is substantially circumferentially uniform based on a tire, a wheel model, and a road surface model; and a contact analysis of the second tire model, A ground contact analysis unit for obtaining a displacement of a node of the two tire model, and rotation information representing a change of the node with respect to time obtained by converting a circumferential position of the node of the second tire model into time. The first tire model is given to the first tire model by using a relative positional relationship between the nodes of the one tire model and the nodes of the second tire model. An analysis result conversion unit for obtaining a rolling shape of the ear model; a second model creation unit for creating a spatial model in which a region including a region in contact with the rolling shape obtained by the analysis result conversion unit is divided into a plurality of elements; It is characterized by including.

本発明の望ましい態様として、前記解析結果変換部は、前記第1タイヤモデルの節点の位置を表す情報に回転演算を施すことにより、前記回転情報を求めることが好ましい。   As a desirable mode of the present invention, it is preferable that the analysis result conversion unit obtains the rotation information by performing a rotation calculation on information representing a position of a node of the first tire model.

本発明の望ましい態様として、前記解析結果変換部は、前記第1タイヤモデルの周方向に隣接する節点間の情報を補間することにより、前記回転情報を求めることが好ましい。   As a desirable aspect of the present invention, it is preferable that the analysis result conversion unit obtains the rotation information by interpolating information between nodes adjacent in the circumferential direction of the first tire model.

本発明の望ましい態様として、前記解析結果変換部は、前記第2タイヤモデルの外側に拡張領域を設けることが好ましい。   As a desirable aspect of the present invention, it is preferable that the analysis result conversion unit is provided with an extended region outside the second tire model.

本発明の望ましい態様として、前記第2モデル作成部は、前記転動形状の周囲に形成され、前記転動形状の時間変化に応じて要素の構造が変化する第1要素領域と、前記第1要素領域の外周に形成され、要素構造が変化しない第2要素領域とを含む前記空間モデルを作成することが好ましい。   As a desirable mode of the present invention, the second model creation unit is formed around the rolling shape, and the first element region in which the structure of the element changes according to the time change of the rolling shape, and the first It is preferable to create the spatial model including a second element region that is formed on the outer periphery of the element region and does not change the element structure.

本発明の望ましい態様として、前記第2モデル作成部は、前記評価対象の空気入りタイヤが装着される車両の少なくとも一部を解析モデル化し、当該解析モデルと前記転動形状とに接した領域を含む領域を、複数の要素に分割して空間モデルを作成することが好ましい。   As a desirable mode of the present invention, the second model creation unit converts an analysis model of at least a part of a vehicle on which the pneumatic tire to be evaluated is mounted, and an area in contact with the analysis model and the rolling shape. It is preferable to create a spatial model by dividing a region to be included into a plurality of elements.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るシミュレーション装置は、前記シミュレーションモデル作成装置により得られた前記空間モデルを用いて、流体解析を行うことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a simulation apparatus according to the present invention is characterized in that a fluid analysis is performed using the spatial model obtained by the simulation model creation apparatus.

本発明は、計算に要する時間の増加を抑制できる。   The present invention can suppress an increase in time required for calculation.

図1は、タイヤの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a tire. 図2は、図1に示すタイヤの子午断面図である。FIG. 2 is a meridional sectional view of the tire shown in FIG. 図3は、図1に示すタイヤのトレッド面の概略構成を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the tread surface of the tire shown in FIG. 1. 図4は、本実施形態に係る解析・評価装置を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an analysis / evaluation apparatus according to this embodiment. 図5は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の手順を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the tire simulation method according to the present embodiment. 図6−1は、第1タイヤモデルの一例を示す側面図である。FIG. 6A is a side view of an example of the first tire model. 図6−2は、図6−1に示す第1タイヤモデルの一例を示す部分拡大図である。FIG. 6-2 is a partially enlarged view showing an example of the first tire model shown in FIG. 6-1. 図7−1は、第2タイヤモデルの一例を示す側面図である。FIG. 7-1 is a side view showing an example of the second tire model. 図7−2は、図7−1に示す第2タイヤモデルの一例を示す部分拡大図である。FIG. 7-2 is a partially enlarged view showing an example of the second tire model shown in FIG. 7-1. 図8は、第1タイヤモデルの節点と第2タイヤモデルの節点との対応を説明するための模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the correspondence between the nodes of the first tire model and the nodes of the second tire model. 図9は、第1タイヤモデルの節点と第2タイヤモデルの節点との相対的な位置関係の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of the relative positional relationship between the nodes of the first tire model and the nodes of the second tire model. 図10−1は、第2タイヤモデルの外側に拡張領域を設ける例を示す説明図である。FIG. 10A is an explanatory diagram illustrating an example in which an extended region is provided outside the second tire model. 図10−2は、第2タイヤモデルの外側に拡張領域を設ける例を示す説明図である。FIG. 10-2 is an explanatory diagram illustrating an example in which an extended region is provided outside the second tire model. 図10−3は、第2タイヤモデルの外側に拡張領域を設ける例を示す説明図である。FIG. 10-3 is an explanatory diagram illustrating an example in which an extended region is provided outside the second tire model. 図11−1は、接地解析に基づいて対応点の位置を算出した一例を示す図である。FIG. 11A is a diagram illustrating an example in which the position of the corresponding point is calculated based on the ground contact analysis. 図11−2は、対応点の位置を時間の関数に変換した一例を示す図である。FIG. 11B is a diagram illustrating an example in which the position of the corresponding point is converted into a function of time. 図12は、タイヤの周辺のモデルの概略構成を示す斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing a schematic configuration of a model around the tire. 図13は、第1タイヤモデルの表面に存在する節点の周方向位置を時間に変換した他の例を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing another example in which the circumferential positions of the nodes existing on the surface of the first tire model are converted into time. 図14は、流体解析用モデルの他の例を示す概略構成図である。FIG. 14 is a schematic configuration diagram illustrating another example of a fluid analysis model. 図15−1は、図14に示す流体解析用モデルの一部を拡大して示す拡大図である。15A is an enlarged view showing a part of the fluid analysis model shown in FIG. 図15−2は、図14に示す流体解析用モデルの一部を拡大して示す拡大図である。15-2 is an enlarged view showing a part of the fluid analysis model shown in FIG. 14 in an enlarged manner. 図16は、本実施形態の他の例に係る流体解析用モデルの概略構成を示す斜視図である。FIG. 16 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a fluid analysis model according to another example of the present embodiment.

以下、本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下の実施形態に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。本実施形態において、タイヤは空気入りタイヤを例として説明するが、本実施形態の適用対象はタイヤ全般であり、空気入りタイヤに限定されるものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, modes (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the content described in the following embodiment. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described in the following embodiments can be appropriately combined. In the present embodiment, the tire is described as an example of a pneumatic tire, but the application target of the present embodiment is a general tire and is not limited to a pneumatic tire.

以下の説明において、タイヤ赤道面とは空気入りタイヤのタイヤ回転軸に直交するとともに、空気入りタイヤのタイヤ幅の中心を通る平面を意味する。タイヤ幅方向(幅方向)とはタイヤ回転軸と平行な方向を意味し、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面に向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面から離れる側を意味する。タイヤ径方向(径方向)とは空気入りタイヤ回転軸と直交する方向を意味し、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向においてタイヤ回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とは、タイヤ径方向においてタイヤ回転軸から離れる側を意味する。タイヤ周方向(周方向)とはタイヤ回転軸を中心軸とする周方向を意味する。以下、空気入りタイヤは、必要に応じてタイヤという。   In the following description, the tire equator plane means a plane perpendicular to the tire rotation axis of the pneumatic tire and passing through the center of the tire width of the pneumatic tire. The tire width direction (width direction) means a direction parallel to the tire rotation axis, the inner side in the tire width direction is the side toward the tire equator in the tire width direction, and the outer side in the tire width direction is the tire equator in the tire width direction. Means the side away from The tire radial direction (radial direction) means a direction orthogonal to the pneumatic tire rotation axis, the tire radial inner side means the side toward the tire rotation axis in the tire radial direction, and the tire radial direction outer side means in the tire radial direction. It means the side away from the tire rotation axis. The tire circumferential direction (circumferential direction) means a circumferential direction centered on the tire rotation axis. Hereinafter, the pneumatic tire is referred to as a tire as necessary.

図1は、タイヤの斜視図である。図2は、図1に示すタイヤの子午断面図である。図3は、図1に示すタイヤのトレッド面の概略構成を示す平面図である。図1のY軸がタイヤ回転軸であり、Z軸はタイヤ1が接地する路面と直交する軸であり、X軸はY軸及びZ軸に直交する軸である。図1に示すように、タイヤ1は、タイヤ回転軸を中心として回転する環状構造体である。図2に示すように、タイヤ1の子午断面には、カーカス2、ベルト3、ベルトカバー4及びビードコア5が現れている。タイヤ1のタイヤ径方向外側(路面との接地面側)には、キャップトレッド6が配置されている。タイヤ1は、母材であるゴムを、補強材であるカーカス2、ベルト3、あるいはベルトカバー4等の補強コードによって補強した複合材料の構造体である。カーカス2、ベルト3、ベルトカバー4等の、金属繊維や有機繊維等のコード材料で構成される補強コードの層をコード層という。   FIG. 1 is a perspective view of a tire. FIG. 2 is a meridional sectional view of the tire shown in FIG. FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the tread surface of the tire shown in FIG. 1. 1 is a tire rotation axis, the Z axis is an axis orthogonal to the road surface on which the tire 1 contacts, and the X axis is an axis orthogonal to the Y axis and the Z axis. As shown in FIG. 1, the tire 1 is an annular structure that rotates about a tire rotation axis. As shown in FIG. 2, a carcass 2, a belt 3, a belt cover 4 and a bead core 5 appear on the meridional section of the tire 1. A cap tread 6 is disposed on the outer side in the tire radial direction of the tire 1 (on the side of the contact surface with the road surface). The tire 1 is a composite material structure in which rubber as a base material is reinforced by a reinforcing cord such as a carcass 2, a belt 3 or a belt cover 4 as a reinforcing material. A layer of a reinforcing cord made of a cord material such as a metal fiber or an organic fiber, such as the carcass 2, the belt 3, and the belt cover 4, is referred to as a cord layer.

カーカス2は、タイヤ1に気体(例えば、空気)を充填した際に圧力容器としての役目を果たす強度メンバーであり、タイヤ1の内部に充填される気体の圧力(内圧)によって荷重を支え、走行中の動的荷重に耐えるようになっている。ベルト3は、キャップトレッド6とカーカス2との間に配置されたゴム引きコードを束ねた補強コードの層である。なお、バイアスタイヤの場合にはブレーカと呼ぶ。ラジアルタイヤにおいて、ベルト3は形状保持及び強度メンバーとして重要な役割を担っている。   The carcass 2 is a strength member that functions as a pressure vessel when the tire 1 is filled with gas (for example, air), and supports the load by the pressure (internal pressure) of the gas filled in the tire 1 and travels. It is designed to withstand dynamic loads inside. The belt 3 is a layer of reinforcing cords in which rubberized cords arranged between the cap tread 6 and the carcass 2 are bundled. In the case of a bias tire, it is called a breaker. In the radial tire, the belt 3 plays an important role as a shape retention and strength member.

ベルト3の踏面G側には、ベルトカバー4が配置されている。ベルトカバー4は、例えば有機繊維材料を層状に配置したものであり、ベルト3の保護層としての役割や、ベルト3の補強層としての役割を持つ。ビードコア5は、内圧によってカーカス2に発生するコード張力を支えているスチールワイヤの束である。ビードコア5は、カーカス2、ベルト3、ベルトカバー4及びトレッドとともに、タイヤ1の強度部材となる。タイヤ1の側部はサイドウォール8と呼ばれており、ビードコア5とキャップトレッド6との間を接続する。また、キャップトレッド6とサイドウォール8との間はショルダー部Shである。   A belt cover 4 is disposed on the tread surface G side of the belt 3. The belt cover 4 is formed by arranging, for example, organic fiber materials in layers, and has a role as a protective layer for the belt 3 and a role as a reinforcing layer for the belt 3. The bead core 5 is a bundle of steel wires that supports the cord tension generated in the carcass 2 by internal pressure. The bead core 5 becomes a strength member of the tire 1 together with the carcass 2, the belt 3, the belt cover 4, and the tread. A side portion of the tire 1 is called a sidewall 8 and connects between the bead core 5 and the cap tread 6. Further, a shoulder portion Sh is provided between the cap tread 6 and the sidewall 8.

図2及び図3に示すように、キャップトレッド6の踏面G側(トレッド面)には、タイヤ周方向に延在する4本の主溝7a、7b、7c、7dが形成される。これによって、雨天走行時の排水性を向上させる。また、4本の主溝7a、7b、7c、7dが形成されることで、キャップトレッド6は、主溝7aよりのタイヤ幅方向外側の陸部11aと、主溝7aと主溝7bとの間の陸部11bと、主溝7bと主溝7cとの間の陸部11cと、主溝7cと主溝7dとの間の陸部11dと、主溝7dよりのタイヤ幅方向外側の陸部11eとを有する。陸部11cは、タイヤ赤道面Cを通る位置に形成されている。また、陸部11cは、主溝7a、7b、7c、7dよりも溝幅が狭く、溝深さが小さい飾り溝12を有する。さらに、陸部11bは、タイヤ幅方向に延びて、主溝7aから主溝7bまで延在するラグ溝14を、タイヤ周方向に一定間隔で複数有する。このような構造により、陸部11bは、主溝7aと主溝7bとラグ溝14とで囲われたブロック16が、タイヤ周方向に向かって複数列配置された形状となる。また、陸部11dも、タイヤ幅方向に延びて、主溝7cから主溝7dまで延在するラグ溝14を、タイヤ周方向に向かって一定間隔で複数有する。このような構造により、陸部11dは、主溝7cと主溝7dとラグ溝14とで囲われたブロック16が、タイヤ周方向に向かって複数列配置された形状となる。このように、タイヤ1は、陸部11b、11dに、周方向に一定間隔でラグ溝14を有する。このため、タイヤ1は、タイヤ周方向に不均一な形状、すなわち、タイヤ周方向に向かって凹凸が形成された形状なっている。また、タイヤ1は、タイヤ周方向に一定間隔でラグ溝14とブロック16とを交互に有する。このような構造により、タイヤ1は、タイヤ周方向において、ピッチP毎に同じ形状が繰り返す形状となっている。すなわち、タイヤ1は、タイヤ回転軸を中心として、ピッチPに対応する一定角度分の形状が繰り返し単位となり、ピッチPに対応する一定角度分の形状周方向に複数個並べた形状となる。次に、本実施形態に係るシミュレーションモデル作成方法及びシミュレーション方法を実行する装置について説明する。   As shown in FIGS. 2 and 3, four main grooves 7 a, 7 b, 7 c, 7 d extending in the tire circumferential direction are formed on the tread surface G side (tread surface) of the cap tread 6. This improves drainage during rainy weather. In addition, by forming the four main grooves 7a, 7b, 7c, 7d, the cap tread 6 has a land portion 11a on the outer side in the tire width direction from the main groove 7a, and the main groove 7a and the main groove 7b. A land portion 11b between the main groove 7b and the main groove 7c, a land portion 11d between the main groove 7c and the main groove 7d, and a land outside the main groove 7d in the tire width direction. Part 11e. The land portion 11c is formed at a position passing through the tire equator plane C. Moreover, the land part 11c has the decoration groove | channel 12 whose groove width is narrower than the main grooves 7a, 7b, 7c, and 7d, and a groove depth is small. Furthermore, the land portion 11b has a plurality of lug grooves 14 extending in the tire width direction and extending from the main groove 7a to the main groove 7b at regular intervals in the tire circumferential direction. With such a structure, the land portion 11b has a shape in which the blocks 16 surrounded by the main groove 7a, the main groove 7b, and the lug groove 14 are arranged in a plurality of rows in the tire circumferential direction. The land portion 11d also has a plurality of lug grooves 14 extending in the tire width direction and extending from the main groove 7c to the main groove 7d at regular intervals in the tire circumferential direction. With such a structure, the land portion 11d has a shape in which a plurality of blocks 16 surrounded by the main groove 7c, the main groove 7d, and the lug groove 14 are arranged in the tire circumferential direction. Thus, the tire 1 has the lug grooves 14 in the land portions 11b and 11d at regular intervals in the circumferential direction. For this reason, the tire 1 has a non-uniform shape in the tire circumferential direction, that is, a shape in which irregularities are formed in the tire circumferential direction. Further, the tire 1 alternately has lug grooves 14 and blocks 16 at regular intervals in the tire circumferential direction. With such a structure, the tire 1 has a shape in which the same shape is repeated for each pitch P in the tire circumferential direction. That is, the tire 1 has a shape of a certain angle corresponding to the pitch P around the tire rotation axis as a repeating unit, and a plurality of the tires 1 arranged in the circumferential direction of the shape corresponding to the pitch P. Next, a simulation model creation method and a device that executes the simulation method according to the present embodiment will be described.

図4は、本実施形態に係る解析・評価装置を示す説明図である。解析・評価装置50はコンピュータである。解析・評価装置50は、シミュレーションモデル作成装置及びシミュレーション装置であり、本実施形態に係るシミュレーションモデル作成方法及びシミュレーション方法を実現する装置である。図4に示すように、解析・評価装置50は、処理部52と記憶部54とを有する。この解析・評価装置50は、入出力装置51が電気的に接続されており、ここに備えられた入力手段53を介して、解析モデルの作成に必要な情報、あるいは接地解析や流体解析における境界条件等が処理部52や記憶部54へ入力される。また、解析・評価装置50は、入出力装置51の表示手段55に算出結果、入力結果等、種々の情報を表示させる。解析モデル(シミュレーションモデルに相当する)とは、コンピュータを用いて数値解析可能なモデルであり、数学的モデルや数学的離散化モデルを含む。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing an analysis / evaluation apparatus according to this embodiment. The analysis / evaluation apparatus 50 is a computer. The analysis / evaluation device 50 is a simulation model creation device and a simulation device, and is a device that realizes the simulation model creation method and simulation method according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, the analysis / evaluation apparatus 50 includes a processing unit 52 and a storage unit 54. The analysis / evaluation apparatus 50 is electrically connected to an input / output device 51. Information necessary for creating an analysis model, or a boundary in grounding analysis or fluid analysis, is input via an input unit 53 provided therein. Conditions and the like are input to the processing unit 52 and the storage unit 54. In addition, the analysis / evaluation apparatus 50 displays various information such as calculation results and input results on the display means 55 of the input / output device 51. An analysis model (corresponding to a simulation model) is a model that can be numerically analyzed using a computer, and includes a mathematical model and a mathematical discretization model.

入力手段53には、キーボード、マウス等の入力デバイスを使用することができる。記憶部54には、タイヤの変形解析や本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法を含むコンピュータプログラムが格納されている。ここで、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することができる。   An input device such as a keyboard and a mouse can be used for the input means 53. The storage unit 54 stores a computer program including a tire deformation analysis and a tire simulation method according to the present embodiment. Here, the storage unit 54 is a hard disk device, a magneto-optical disk device, a non-volatile memory such as a flash memory (a storage medium that can be read only such as a CD-ROM), or a RAM (Random Access Memory). Such a volatile memory or a combination thereof can be used.

また、上記コンピュータプログラムは、コンピュータシステムにすで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、種々の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。また、処理部52の機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより構造物の変形解析や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してもよい。なお、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 various tire simulation methods in combination with a computer program already recorded in the computer system. Further, the computer program for realizing the function of the processing unit 52 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read by the computer system and executed to deform the structure. Analysis and a tire simulation method according to the present embodiment may be executed. Here, the “computer system” includes hardware such as an OS (Operating System) and peripheral devices.

処理部52は、第1モデル作成部52aと、接地解析部52bと、解析結果変換部52cと、第2モデル作成部52dと、流体解析部52eと、評価部52fとを含む。第1モデル作成部52aは、接地解析に供する解析モデルを作成して、記憶部54に格納する。なお、第1モデル作成部52aは、解析モデルとして、第1タイヤモデルと、第2タイヤモデルと、路面モデルと、ホイールモデルとを作成する。また、第1モデル作成部52aは、境界条件も設定する。これらの解析モデル及び境界条件は、解析・評価装置50の使用者によって入力手段53から入力された情報に基づいて作成され、設定される。   The processing unit 52 includes a first model creation unit 52a, a ground contact analysis unit 52b, an analysis result conversion unit 52c, a second model creation unit 52d, a fluid analysis unit 52e, and an evaluation unit 52f. The first model creation unit 52 a creates an analysis model for use in grounding analysis and stores it in the storage unit 54. The first model creation unit 52a creates a first tire model, a second tire model, a road surface model, and a wheel model as analysis models. The first model creation unit 52a also sets boundary conditions. These analysis models and boundary conditions are created and set based on information input from the input means 53 by the user of the analysis / evaluation apparatus 50.

接地解析部52bは、第1モデル作成部52aが作成した解析モデルを記憶部54から読み出し、設定された条件で接地解析を実行する。解析結果変換部52cは、接地解析部52bが接地解析することによって得られたタイヤ形状から対応点(対応する節点)を抽出する。そして、解析結果変換部52cは、対応点の位置、回転角の情報及び速度情報を用いて、接地解析した結果を転動状態のタイヤ形状の時系列データに変換する。   The ground analysis unit 52b reads the analysis model created by the first model creation unit 52a from the storage unit 54, and executes the ground analysis under the set conditions. The analysis result conversion unit 52c extracts corresponding points (corresponding nodes) from the tire shape obtained by the ground contact analysis unit 52b performing the ground contact analysis. Then, the analysis result conversion unit 52c converts the result of the ground contact analysis into time-series data of the tire shape in the rolling state using the position of the corresponding point, the information on the rotation angle, and the speed information.

第2モデル作成部52dは、解析結果変換部52cが変換した転動状態のタイヤ形状の時系列データを用いて、各時刻におけるタイヤ形状の周囲の空間を解析モデル化する。本実施形態では、タイヤ形状の周囲の空間に流体メッシュを作成した解析モデル(空間モデル)を作成する。流体解析部52eは、第2モデル作成部52dが作成した空間モデルを、設定された条件で流体解析する。なお、流体解析部52eが実行する解析(流体解析や音響解析)に用いる条件も、前記使用者が入力手段53から入力した数値等に基づいて作成、設定される。評価部52fは、流体解析部52eが解析した結果に基づいて、タイヤの性能を評価する。評価対象としては、タイヤの周囲における空気の流れ、タイヤの空気抵抗、タイヤの音響特性、タイヤのノイズ等がある。   The second model creation unit 52d uses the time series data of the tire shape in the rolling state converted by the analysis result conversion unit 52c to make an analysis model of the space around the tire shape at each time. In the present embodiment, an analysis model (space model) in which a fluid mesh is created in a space around the tire shape is created. The fluid analysis unit 52e performs fluid analysis of the spatial model created by the second model creation unit 52d under the set conditions. The conditions used for the analysis (fluid analysis and acoustic analysis) performed by the fluid analysis unit 52e are also created and set based on the numerical values input from the input means 53 by the user. The evaluation unit 52f evaluates the performance of the tire based on the result analyzed by the fluid analysis unit 52e. Evaluation targets include air flow around the tire, tire air resistance, tire acoustic characteristics, tire noise, and the like.

処理部52は、例えば、メモリ及びCPU(Central Processing Unit)により構成されている。接地解析時、流体解析時においては、第1モデル作成部52a及び第2モデル作成部52dが作成した解析モデルや入力データ等に基づいて、処理部52が前記コンピュータプログラムを処理部52に組み込まれたメモリに読み込んで演算する。その際に処理部52は、演算途中の数値を記憶部54に適宜格納し、また記憶部54へ格納した数値を取り出して演算を進める。なお、この処理部52は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアによって、その機能を実現するものであってもよい。   The processing unit 52 includes, for example, a memory and a CPU (Central Processing Unit). At the time of contact analysis and fluid analysis, the processing unit 52 incorporates the computer program into the processing unit 52 based on the analysis model and input data created by the first model creation unit 52a and the second model creation unit 52d. Read into memory and calculate. At that time, the processing unit 52 appropriately stores a numerical value in the middle of the calculation in the storage unit 54 and extracts the numerical value stored in the storage unit 54 to advance the calculation. The processing unit 52 may realize the function by dedicated hardware instead of the computer program.

表示手段55には、液晶表示装置等を使用することができる。また、シミュレーションの結果やシミュレーションの条件等は、必要に応じて設けられた印刷機により、紙等の被記録媒体に出力することもできるので、表示手段55として印刷機を用いてもよい。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・評価装置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。次に、本実施形態に係るシミュレーションモデル作成方法及び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・評価装置50により実現できる。   As the display means 55, a liquid crystal display device or the like can be used. In addition, since the simulation results, simulation conditions, and the like can be output to a recording medium such as paper by a printing machine provided as necessary, a printing machine may be used as the display unit 55. The storage unit 54 may be in another device (for example, a database server). For example, the analysis / evaluation apparatus 50 may access the processing unit 52 and the storage unit 54 by communication from a terminal device including the input / output device 51. Next, a simulation model creation method and a tire simulation method according to this embodiment will be described. The tire simulation method according to the present embodiment can be realized by the analysis / evaluation apparatus 50 described above.

図5は、本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法は、本実施形態に係るシミュレーションモデルの作成方法を含む。図6−1は、第1タイヤモデルの一例を示す側面図である。図6−2は、図6−1に示す第1タイヤモデルの一例を示す部分拡大図である。図7−1は、第2タイヤモデルの一例を示す側面図である。図7−2は、図7−1に示す第2タイヤモデルの一例を示す部分拡大図である。   FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the tire simulation method according to the present embodiment. The tire simulation method according to the present embodiment includes a simulation model creation method according to the present embodiment. FIG. 6A is a side view of an example of the first tire model. FIG. 6-2 is a partially enlarged view showing an example of the first tire model shown in FIG. 6-1. FIG. 7-1 is a side view showing an example of the second tire model. FIG. 7-2 is a partially enlarged view showing an example of the second tire model shown in FIG. 7-1.

本実施形態に係るシミュレーション方法を実行するにあたり、ステップS12で、図4に示す解析・評価装置50の第1モデル作成部52aは、第1タイヤモデル60(図6−1)と、前記評価対象の空気入りタイヤに基づいて作成される第2タイヤモデル80(図7−1)と、ホイールモデル64(図7−1)と、路面モデル66(図7−1)とを作成する(第1モデル作成ステップ)。第1タイヤモデル60及び第2タイヤモデル80は、評価対象のタイヤに基づいて作成される。ホイールモデル64は、少なくとも第2タイヤモデル80に装着される。路面モデル66は、後述する接地解析で第2タイヤモデル80が接地する。これらは、いずれも解析モデルである。なお、第1モデル作成部52aは、解析に用いる境界条件も設定する。   In executing the simulation method according to the present embodiment, in step S12, the first model creation unit 52a of the analysis / evaluation apparatus 50 shown in FIG. 4 includes the first tire model 60 (FIG. 6-1) and the evaluation object. A second tire model 80 (FIG. 7-1), a wheel model 64 (FIG. 7-1), and a road surface model 66 (FIG. 7-1) created based on the pneumatic tire are prepared (first). Model creation step). The first tire model 60 and the second tire model 80 are created based on the evaluation target tire. The wheel model 64 is attached to at least the second tire model 80. The road surface model 66 is grounded by the second tire model 80 in a grounding analysis described later. These are all analytical models. The first model creation unit 52a also sets boundary conditions used for analysis.

本実施形態で用いる第1タイヤモデル60は、図1から図3に示すタイヤと同様の形状であり、かつタイヤ周方向に一定間隔でタイヤ幅方向に延在するラグ溝が形成された形状である。第1タイヤモデル60は、複数のブロック62が、タイヤ周方向に列上に配置された形状となる。すなわち、第1タイヤモデル60は、周方向に不均一な形状の解析モデルである。周方向に不均一な形状とは、周方向に向かい、第1タイヤモデル60の子午断面の少なくとも一部が異なる形状であることをいう。   The first tire model 60 used in the present embodiment has the same shape as the tire shown in FIGS. 1 to 3 and has a shape in which lug grooves extending in the tire width direction are formed at regular intervals in the tire circumferential direction. is there. The first tire model 60 has a shape in which a plurality of blocks 62 are arranged in a row in the tire circumferential direction. That is, the first tire model 60 is an analytical model having a non-uniform shape in the circumferential direction. The non-uniform shape in the circumferential direction means that at least a part of the meridional section of the first tire model 60 is different in the circumferential direction.

第2タイヤモデル80は、実質的に周方向に均一、好ましくは周方向に均一な形状の解析モデルである。周方向に均一な形状とは、周方向に向かい、第2タイヤモデル80のいずれの子午断面も同一の形状であることをいう。このため、第2タイヤモデル80は、表面に溝がないか、溝を有する場合には周方向に向かって延在する周方向溝を有し、ラグ溝は有さない。本実施形態において、第2タイヤモデル80は、溝を有さない。第2タイヤモデル80が周方向溝を有する場合、周方向溝の幅方向中心を結んだ線は赤道面と平行である。   The second tire model 80 is an analysis model having a shape that is substantially uniform in the circumferential direction, preferably uniform in the circumferential direction. The uniform shape in the circumferential direction means that any meridional section of the second tire model 80 has the same shape in the circumferential direction. For this reason, the 2nd tire model 80 has the circumferential direction groove | channel extended toward the circumferential direction, when there is no groove | channel on the surface or has a groove | channel, and does not have a lug groove | channel. In the present embodiment, the second tire model 80 does not have a groove. When the 2nd tire model 80 has a circumferential groove | channel, the line | wire which connected the width direction center of the circumferential groove | channel is parallel to an equatorial plane.

第2タイヤモデル80は、有限要素法や有限差分法等の数値解析手法を用いて接地解析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、第2タイヤモデル80の接地解析に有限要素法(Finite Element Method:FEM)を使用するので、第2タイヤモデル80は、有限要素法に基づいて作成される。なお、本実施形態に係る接地解析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(Finite Differences Method:FDM)や境界要素法(Boundary Element Method:BEM)等も使用できる。また、境界条件等によって最も適当な解析手法を選択し、又は複数の解析手法を組み合わせて使用することもできる。なお、有限要素法は、構造解析に適した解析手法なので、特にタイヤのような構造体に対して好適に適用できる。   The second tire model 80 is a model used for performing a ground contact analysis using a numerical analysis method such as a finite element method or a finite difference method. For example, in this embodiment, since the finite element method (Finite Element Method: FEM) is used for the ground contact analysis of the second tire model 80, the second tire model 80 is created based on the finite element method. The analysis method applicable to the grounding analysis according to the present embodiment is not limited to the finite element method, and a finite difference method (FDM), a boundary element method (BEM), or the like 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. Since the finite element method is an analysis method suitable for structural analysis, it can be suitably applied particularly to a structure such as a tire.

第1モデル作成部52aは、ステップS12において、環状構造体であるタイヤ(評価対象のタイヤ)を、複数かつ有限個の要素に分割して、図6−1、図7−1に示すような第1タイヤモデル60及び第2タイヤモデル80を作成する。複数の要素は、それぞれ複数の節点を有する。第1モデル作成部52aは、例えば、評価対象のタイヤのCADデータを複数かつ有限個の要素に分割して第1タイヤモデル60及び第2タイヤモデル80を作成する。本実施形態において、第1タイヤモデル60及び第2タイヤモデル80は3次元形状の解析モデルとなる。   In step S12, the first model creation unit 52a divides the tire that is the annular structure (evaluation target tire) into a plurality of finite elements, as shown in FIGS. 6-1 and 7-1. A first tire model 60 and a second tire model 80 are created. Each of the plurality of elements has a plurality of nodes. For example, the first model creation unit 52a creates the first tire model 60 and the second tire model 80 by dividing the CAD data of the tire to be evaluated into a plurality of finite elements. In the present embodiment, the first tire model 60 and the second tire model 80 are three-dimensional shape analysis models.

第1タイヤモデル60及び第2タイヤモデル80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。ホイールモデル64は、第2タイヤモデル80と同様に作成されてもよいし、剛体モデルとして作成されてもよい。また、路面モデル66も、第2タイヤモデル80と同様に作成されてもよいし、サーフェスモデルとして作成されてもよい。   The elements of the first tire model 60 and the second tire model 80 are, for example, solid elements such as tetrahedral solid elements, pentahedral solid elements, and hexahedral solid elements in a three-dimensional body, and shells such as triangular shell elements and rectangular shell elements. It is desirable to use elements that can be handled by computers, such as elements and surface elements. 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. The wheel model 64 may be created in the same manner as the second tire model 80, or may be created as a rigid model. Further, the road surface model 66 may be created in the same manner as the second tire model 80 or may be created as a surface model.

処理部52は、ステップS12で第1タイヤモデル60と、第2タイヤモデル80と、ホイールモデル64と、路面モデル66とを作成したら、これらを記憶部54に格納し、ステップS14へ進む。ステップS14において、解析・評価装置50の処理部52が備える接地解析部52bは、ステップS12で作成された第2タイヤモデル80の接地解析を実行する(接地解析ステップ)。本実施形態においては、接地解析に先立ち、ホイールモデル64に第2タイヤモデル80を装着する。   When the processing unit 52 creates the first tire model 60, the second tire model 80, the wheel model 64, and the road surface model 66 in step S12, the processing unit 52 stores them in the storage unit 54 and proceeds to step S14. In step S14, the ground contact analysis unit 52b included in the processing unit 52 of the analysis / evaluation apparatus 50 performs the ground contact analysis of the second tire model 80 created in step S12 (ground contact analysis step). In the present embodiment, the second tire model 80 is attached to the wheel model 64 prior to the ground contact analysis.

接地解析は、設定されている解析条件に基づいて実行される。接地解析とは、第2タイヤモデル80と平面又は曲面との動的又は静的な接触状態において、少なくとも第2タイヤモデル80の変形やひずみの状態を解析するものである。本実施形態では、第2タイヤモデル80を接地対象(本実施形態では路面モデル66)に接触させた状態で第2タイヤモデル80の回転軸から荷重を与えて、第2タイヤモデル80の変形やひずみの状態が解析される。解析条件は、例えば、図2に示す入出力装置51の入力手段53を介して解析・評価装置50に入力されて、記憶部54に格納される。接地解析部52bは、解析条件が設定されたら、第2タイヤモデル80を路面モデル66に接触させるとともに、第2タイヤモデル80に荷重を負荷して接地解析を実行し、第2タイヤモデル80が有する節点の変位を求める。そして、接地解析部52bは、求めた変位を記憶部54に格納する。処理部52は、ステップS14で接地解析を実行したらステップS16に進む。   The ground analysis is executed based on the set analysis conditions. The ground contact analysis is to analyze at least the state of deformation or strain of the second tire model 80 in a dynamic or static contact state between the second tire model 80 and a plane or curved surface. In this embodiment, a load is applied from the rotation axis of the second tire model 80 in a state where the second tire model 80 is in contact with the object to be grounded (road surface model 66 in the present embodiment). The state of strain is analyzed. The analysis conditions are input to the analysis / evaluation apparatus 50 via the input means 53 of the input / output device 51 shown in FIG. 2 and stored in the storage unit 54, for example. When the analysis conditions are set, the ground contact analysis unit 52b brings the second tire model 80 into contact with the road surface model 66 and loads the second tire model 80 to perform a ground contact analysis. Find the displacement of the node you have. Then, the ground analysis unit 52b stores the obtained displacement in the storage unit 54. The processing unit 52 proceeds to step S16 after executing the grounding analysis in step S14.

ステップS16において、解析・評価装置50の処理部52が備える解析結果変換部52cは、回転情報を第1タイヤモデル60の節点と第2タイヤモデル80の節点との相対的な位置関係を用いて付与する。回転情報とは、第2タイヤモデル80が有する節点の周方向位置(回転軸を中心とした中心角で表される)を時間に変換することによって得られる、前記節点の時間に対する変化(変位)を表す情報である。回転情報は、第2タイヤモデル80が有する節点の変位及び位置(座標)から求めてもよいし、接地解析によって得られた第2タイヤモデル80の節点の変位から得られた第1タイヤモデル60の表面に存在する節点の変位及び位置(座標)から求めてもよい。   In step S <b> 16, the analysis result conversion unit 52 c included in the processing unit 52 of the analysis / evaluation apparatus 50 uses the relative positional relationship between the nodes of the first tire model 60 and the nodes of the second tire model 80 as rotation information. Give. The rotation information is a change (displacement) with respect to time of the node obtained by converting the circumferential position of the node (represented by the central angle about the rotation axis) of the second tire model 80 into time. Is information. The rotation information may be obtained from the displacement and position (coordinates) of the nodes of the second tire model 80, or the first tire model 60 obtained from the displacement of the nodes of the second tire model 80 obtained by the ground contact analysis. You may obtain | require from the displacement and position (coordinate) of the node which exists in the surface of this.

図8は、第1タイヤモデルの節点と第2タイヤモデルの節点との対応を説明するための模式図である。図9は、第1タイヤモデルの節点と第2タイヤモデルの節点との相対的な位置関係の説明図である。図10−1から図10−3は、第2タイヤモデルの外側に拡張領域を設ける例を示す説明図である。図11−1は、接地解析に基づいて対応点の位置を算出した一例を示す図である。図11−2は、対応点の位置を時間の関数に変換した一例を示す図である。回転情報を第1タイヤモデル60に付与するにあたっては、第1タイヤモデル60の節点と第2タイヤモデル80の節点との相対的な位置関係を把握しておく必要がある。これは、図9に示すように、第1タイヤモデル60の節点(図9の白丸)が、第2タイヤモデル80においてどの位置(図9の白丸)に対応するかを把握するとともに、図8に示すように、第1タイヤモデル60が有する表面の節点61が、第2タイヤモデル80が有するどの要素82に属するかを把握することである。   FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the correspondence between the nodes of the first tire model and the nodes of the second tire model. FIG. 9 is an explanatory diagram of the relative positional relationship between the nodes of the first tire model and the nodes of the second tire model. FIGS. 10-1 to 10-3 are explanatory diagrams illustrating an example in which an extended region is provided outside the second tire model. FIG. 11A is a diagram illustrating an example in which the position of the corresponding point is calculated based on the ground contact analysis. FIG. 11B is a diagram illustrating an example in which the position of the corresponding point is converted into a function of time. When the rotation information is given to the first tire model 60, it is necessary to grasp the relative positional relationship between the nodes of the first tire model 60 and the nodes of the second tire model 80. As shown in FIG. 9, the position of the node (white circle in FIG. 9) of the first tire model 60 corresponds to which position (white circle in FIG. 9) corresponds to the second tire model 80. As shown in FIG. 5, it is to know which element 82 of the second tire model 80 the surface node 61 of the first tire model 60 belongs to.

本実施形態において、第1タイヤモデル60と第2タイヤモデル80とは、前者が周方向に不均一な形状であり後者が周方向に均一な形状であるが、両者の寸法及び形状は略同一である。このため、第1タイヤモデル60と第2タイヤモデル80とは重ね合わせることができる。両者を重ね合わせたとき、第1タイヤモデル60が有する表面の節点61と、節点61が属する第2タイヤモデル80の要素82とは、両タイヤモデルの座標系(XYZ座標系又は円筒座標系等)を一致させることにより、把握することができる。処理部52は、第1タイヤモデル60及び第2タイヤモデル80を作成したときに、第1タイヤモデル60の表面の節点61がそれぞれ第2タイヤモデル80のどの要素82に属するかを求めておき、両者の関係を記憶部54に格納する。   In the present embodiment, the first tire model 60 and the second tire model 80 are such that the former has a non-uniform shape in the circumferential direction and the latter has a uniform shape in the circumferential direction. It is. For this reason, the 1st tire model 60 and the 2nd tire model 80 can be piled up. When both are superimposed, the node 61 on the surface of the first tire model 60 and the element 82 of the second tire model 80 to which the node 61 belongs are the coordinate system (XYZ coordinate system or cylindrical coordinate system, etc.) of both tire models. ) Can be grasped. The processing unit 52 determines which element 82 of the second tire model 80 each node 61 on the surface of the first tire model 60 belongs to when the first tire model 60 and the second tire model 80 are created. The relationship between the two is stored in the storage unit 54.

第1タイヤモデル60の表面の節点61が第2タイヤモデル80の要素82に属するとき、節点61の変位は、例えば、複数の節点81A、81B、81C、81Dで構成される要素82の形状関数から求めることができる。第1タイヤモデル60は溝を有しているので、第1タイヤモデル60の溝壁や溝底に存在する節点は、第2タイヤモデル80の内部に存在することになる。この場合、溝壁や溝底に存在する節点は、第2タイヤモデル80の六面体要素や四面体要素等になるが、上述した例と同様に、前記節点の変位は、要素の形状関数から求めることができる。なお、節点61の変位を求める手法は、形状関数に限定されるものではない。解析結果変換部52cは、上述した手法により、第1タイヤモデル60の表面に存在する節点の変位を第2タイヤモデル80が有する節点の情報(変位)から求め、記憶部54に格納する。   When the node 61 on the surface of the first tire model 60 belongs to the element 82 of the second tire model 80, the displacement of the node 61 is, for example, the shape function of the element 82 composed of a plurality of nodes 81A, 81B, 81C, 81D. Can be obtained from Since the first tire model 60 has a groove, the nodes present on the groove wall and the groove bottom of the first tire model 60 are present inside the second tire model 80. In this case, the nodes existing on the groove wall and the groove bottom are hexahedral elements, tetrahedral elements, and the like of the second tire model 80. As in the above-described example, the displacement of the nodes is obtained from the shape function of the element. be able to. The method for obtaining the displacement of the node 61 is not limited to the shape function. The analysis result conversion unit 52c obtains the displacement of the node existing on the surface of the first tire model 60 from the information (displacement) of the node included in the second tire model 80, and stores it in the storage unit 54 by the method described above.

上述した手法によって、第1タイヤモデル60の表面に存在する節点の変位が得られる。回転情報(より具体的には第1タイヤモデル60の回転情報)を求めるにあたり、解析結果変換部52cは、第1タイヤモデル60の各対応節点の位置を抽出する。具体的には、解析結果変換部52cは、接地時における第1タイヤモデル60のタイヤ表面の各節点のタイヤ周方向角度と座標との関係を算出する。その後、解析結果変換部52cは、算出した各節点の周方向における各節点の角度と座標との関係から、周方向に隣接する節点の情報を対応点の情報として抽出する。   The displacement of the nodes existing on the surface of the first tire model 60 is obtained by the method described above. In obtaining the rotation information (more specifically, the rotation information of the first tire model 60), the analysis result conversion unit 52c extracts the position of each corresponding node of the first tire model 60. Specifically, the analysis result conversion unit 52c calculates the relationship between the tire circumferential direction angle and coordinates of each node on the tire surface of the first tire model 60 at the time of ground contact. Thereafter, the analysis result conversion unit 52c extracts information on nodes adjacent in the circumferential direction as corresponding point information from the relationship between the calculated angles and coordinates of the nodes in the circumferential direction.

すなわち、本実施形態において、解析結果変換部52cは、図6−1、図6−2に示すブロック62における一つの節点を対応節点70として特定し、各ブロック62の子午断面内において対応節点70と同じ位置に存在する節点をそれぞれのブロック62の対応節点70として、第1タイヤモデル60の周方向に対して一周分抽出する。そして、解析結果変換部52cは、それぞれの対応節点の周方向位置(回転軸を中心とした中心角で表される)と座標との関係を抽出する。ここで、図6−2では、ブロック62と対応節点70との関係を明確にするために、ブロック62の内部に対応節点70を示しているが、対応節点70は、ブロック62の表面の点(節点)である。   In other words, in the present embodiment, the analysis result conversion unit 52c identifies one node in the block 62 shown in FIGS. 6-1 and 6-2 as the corresponding node 70, and the corresponding node 70 in the meridional section of each block 62. As the corresponding nodes 70 of the respective blocks 62, the nodes existing at the same position are extracted for one round in the circumferential direction of the first tire model 60. Then, the analysis result conversion unit 52c extracts the relationship between the position of each corresponding node in the circumferential direction (represented by the central angle around the rotation axis) and the coordinates. Here, in FIG. 6B, in order to clarify the relationship between the block 62 and the corresponding node 70, the corresponding node 70 is shown inside the block 62. However, the corresponding node 70 is a point on the surface of the block 62. (Node).

このように、周方向に延在している複数の対応節点の周方向位置と座標との関係を抽出すると、図11−1に示すように、径方向座標(径方向における変位)と周方向位置(すなわち回転軸を中心とした中心角)との関係を求めることができる。図11−1は、縦軸を径方向座標[mm]とし、横軸を角度[°]とした。この角度は、回転軸を中心とした中心角であり、対応節点の周方向位置に相当する。角度0°、360°が、路面から最も離れた位置(図6−1において、時計の12時の方向の位置)に相当し、角度180°が、路面に最も近い位置(図6−1において、時計の6時の方向の位置)である。また、径方向座標は、第1タイヤモデル60の接地対象面に直交する軸(図1のZ軸)の座標であり、第1タイヤモデル60の回転軸(Y軸)を基準(0mm)とした。図11−1に示す関係から、第1タイヤモデル60のブロック62の対応節点70が、どの周方向位置にあるかを求めることができる。図11−1では、径方向座標と周方向位置との関係を示したが、第1タイヤモデル60の接地対象面に平行、かつ幅方向に直交する方向、すなわち、図6−1における左右方向の座標と周方向位置との関係も同様に求めることができる。   As described above, when the relationship between the circumferential position and the coordinates of the plurality of corresponding nodes extending in the circumferential direction is extracted, the radial coordinate (displacement in the radial direction) and the circumferential direction are extracted as shown in FIG. The relationship with the position (that is, the central angle around the rotation axis) can be obtained. In FIG. 11A, the vertical axis is the radial coordinate [mm], and the horizontal axis is the angle [°]. This angle is a central angle around the rotation axis and corresponds to the circumferential position of the corresponding node. Angles 0 ° and 360 ° correspond to positions farthest from the road surface (in FIG. 6-1, the position in the 12 o'clock direction of the clock), and angles 180 ° are closest to the road surface (in FIG. 6A). , The position of the watch in the 6 o'clock direction). Further, the radial coordinate is a coordinate of an axis (Z axis in FIG. 1) orthogonal to the contact target surface of the first tire model 60, and the rotation axis (Y axis) of the first tire model 60 is a reference (0 mm). did. From the relationship shown in FIG. 11A, it is possible to determine in which circumferential position the corresponding node 70 of the block 62 of the first tire model 60 is located. In FIG. 11A, the relationship between the radial coordinate and the circumferential position is shown. Similarly, the relationship between the coordinates and the circumferential position can be obtained.

次に、解析結果変換部52cは、各対応節点の周方向位置を時間に変換する。具体的には、解析結果変換部52cは、タイヤ転動速度を用いて、タイヤ周方向位置を時間に変換する。すなわち、タイヤ転動速度(°/s又はrad/s)が分かれば、1つの対応節点が一回転(360°)するのに要する時間が分かる。したがって、ある対応節点がある中心角だけ回転するのに要する時間も分かる。例えば、タイヤ転動速度がω[°/s]である場合、ある対応節点がθだけ回転するのに要する時間tは、θ/ωで求めることができる。解析結果変換部52cは、ある対応節点の周方向位置を基準(t=0)として、基準の周方向位置に対するそれぞれの対応節点の周方向位置θ(図9参照)を時間t(=θ/ω)に変換する。図11−2に示す例は、図11−1に示すθ=0を基準として、それぞれの対応節点の周方向位置θが時間に変換された結果である。これにより、図11−1に示す任意の対応節点の周方向位置と径方向座標との関係を、図11−2に示すように、1つの対応節点の時間と径方向座標との関係に変換できる。図11−2は、縦軸を径方向座標[mm]とし、横軸を時間[s]とした。   Next, the analysis result conversion unit 52c converts the circumferential position of each corresponding node into time. Specifically, the analysis result conversion unit 52c converts the tire circumferential direction position into time using the tire rolling speed. That is, if the tire rolling speed (° / s or rad / s) is known, the time required for one corresponding node to make one rotation (360 °) can be known. Therefore, the time required for a certain node to rotate by a certain central angle is also known. For example, when the tire rolling speed is ω [° / s], the time t required for a certain corresponding node to rotate by θ can be obtained by θ / ω. The analysis result conversion unit 52c uses the circumferential position of a corresponding node as a reference (t = 0), and sets the circumferential position θ (see FIG. 9) of each corresponding node with respect to the reference circumferential position as time t (= θ / ω). The example illustrated in FIG. 11B is a result of converting the circumferential position θ of each corresponding node into time with θ = 0 illustrated in FIG. 11A as a reference. As a result, the relationship between the circumferential position and the radial coordinate of any corresponding node shown in FIG. 11-1 is converted into the relationship between the time and the radial coordinate of one corresponding node as shown in FIG. 11-2. it can. In FIG. 11-2, the vertical axis is the radial coordinate [mm], and the horizontal axis is the time [s].

例えば、第1タイヤモデル60の転動速度が360°/sである場合、すなわち、第1タイヤモデル60が一回転するのに要する時間が1sである場合を考える。このとき、時間0sのときに周方向位置が0°である対応節点は、時間0.5sのときには角度180°の位置に回転移動し、時間1sのときには角度360°の位置に回転移動する。これにより、接地解析した結果から、各対応節点の各時間における位置を求めることができる。解析結果変換部52cは、第1タイヤモデル60の表面に存在するそれぞれの節点について、座標と回転角度との関係を座標と時間との関係に変換する。これにより、任意の時間において、第1タイヤモデル60の各節点がどの座標にあるかを知ることができる。このようにして、第1タイヤモデル60の回転情報が得られる。すなわち、前記回転情報は、第1タイヤモデル60の表面に存在する節点の変位と時間との関係を示す情報である。なお、第1タイヤモデル60が同じピッチを繰り返して構成される場合、第1タイヤモデル60の各節点の座標と時間との関係は、1つのピッチ内にある表面の節点について座標と時間との関係を求めた後、他のピッチ内において対応する節点について、前記関係をピッチ間隔に対応する時間だけずらすことにより求めてもよい。   For example, consider the case where the rolling speed of the first tire model 60 is 360 ° / s, that is, the time required for one rotation of the first tire model 60 is 1 s. At this time, the corresponding node whose circumferential position is 0 ° at time 0s rotates and moves to an angle of 180 ° at time 0.5s, and rotates to an angle of 360 ° at time 1s. Thus, the position of each corresponding node at each time can be obtained from the result of grounding analysis. The analysis result conversion unit 52 c converts the relationship between the coordinates and the rotation angle into the relationship between the coordinates and time for each node existing on the surface of the first tire model 60. Thereby, it is possible to know at which coordinates each node of the first tire model 60 is located at an arbitrary time. In this way, rotation information of the first tire model 60 is obtained. That is, the rotation information is information indicating the relationship between the displacement of the nodes existing on the surface of the first tire model 60 and time. In addition, when the 1st tire model 60 is comprised by repeating the same pitch, the relationship between the coordinate of each node of the 1st tire model 60 and time is the coordinate and time about the node of the surface in one pitch. After obtaining the relationship, the corresponding nodes in other pitches may be obtained by shifting the relationship by a time corresponding to the pitch interval.

このようにして、第1タイヤモデル60の回転情報が得られる。第1タイヤモデル60の表面に存在する節点の周方向位置又は時間に対する変化(変位)は、第2タイヤモデル80が有する節点の情報から求められる。したがって、回転情報、より具体的には、第1タイヤモデル60の回転情報は、第2タイヤモデル80が有する節点の周方向位置(回転軸を中心とした中心角で表される)を時間に変換することによって得られることになる。   In this way, rotation information of the first tire model 60 is obtained. The change (displacement) with respect to the circumferential position or time of the nodes existing on the surface of the first tire model 60 is obtained from the information on the nodes of the second tire model 80. Therefore, the rotation information, more specifically, the rotation information of the first tire model 60 is obtained by using the circumferential position of the node (expressed by the central angle about the rotation axis) of the second tire model 80 as time. It will be obtained by converting.

上記例においては、第2タイヤモデル80が有する節点の情報を第1タイヤモデル60の表面の節点に付与してから、第1タイヤモデル60の回転情報を求めたが、第1タイヤモデル60の回転情報を求める手法はこれに限定されるものではない。例えば、第2タイヤモデル80が有する節点の変位と周方向位置との関係から、第2タイヤモデル80が有する節点の変位と時間との関係、すなわち回転情報(より具体的には第2タイヤモデル80の回転情報)を求める。そして、第1タイヤモデル60の節点と第2タイヤモデル80の節点との相対的な位置関係を用いて、得られた回転情報を第1タイヤモデル60の表面の節点に付与する。このような手法によって、第1タイヤモデル60の回転情報を得てもよい。第2タイヤモデル80の回転情報を求める手法は、図7−2に示す一つのピッチ(図7−2の点線で区画される領域)に存在する節点を対応節点81として特定し、ピッチの子午断面内において対応節点81と同じ位置に存在する節点をそれぞれのピッチの対応節点81として、第2タイヤモデル80の周方向に対して一周分抽出する。そして、それぞれの対応節点81の周方向位置(回転軸を中心とした中心角で表される)と座標との関係が抽出された後、前記関係が座標と時間との関係に変換される。   In the above example, the information on the nodes of the second tire model 80 is given to the nodes on the surface of the first tire model 60 and then the rotation information of the first tire model 60 is obtained. The method for obtaining the rotation information is not limited to this. For example, from the relationship between the displacement of the node of the second tire model 80 and the circumferential position, the relationship between the displacement of the node of the second tire model 80 and time, that is, rotation information (more specifically, the second tire model 80 rotation information). Then, using the relative positional relationship between the nodes of the first tire model 60 and the nodes of the second tire model 80, the obtained rotation information is given to the nodes on the surface of the first tire model 60. The rotation information of the first tire model 60 may be obtained by such a method. The method for obtaining the rotation information of the second tire model 80 is to identify a node existing in one pitch shown in FIG. 7-2 (region divided by a dotted line in FIG. 7-2) as the corresponding node 81, and to calculate the meridian of the pitch. A node existing at the same position as the corresponding node 81 in the cross section is extracted as a corresponding node 81 of each pitch for one round in the circumferential direction of the second tire model 80. Then, after the relationship between the circumferential position of each corresponding node 81 (represented by the central angle about the rotation axis) and the coordinates is extracted, the relationship is converted into the relationship between the coordinates and time.

回転情報は、第1タイヤモデル60の節点の位置を表す情報に回転演算を施すことにより求めてもよい。第1タイヤモデル60の節点の位置を表す情報とは、第1タイヤモデル60の節点座標又は第1タイヤモデル60の節点を第2タイヤモデル80に投影した位置の座標を表す。そして、それらの座標情報に、時間と転動速度とに応じた回転演算を施すことで、回転情報を求めてもよい。本実施形態において、回転演算は、第1タイヤモデル60又は第2タイヤモデル80を実際に回転させるのではなく、例えば、ある節点がθだけ回転した場合、当該回転に相当する演算を前記節点の変位に施すことである。   The rotation information may be obtained by performing rotation calculation on information representing the position of the node of the first tire model 60. The information indicating the position of the node of the first tire model 60 represents the node coordinates of the first tire model 60 or the coordinates of the position where the nodes of the first tire model 60 are projected on the second tire model 80. And rotation information may be calculated | required by performing the rotation calculation according to time and rolling speed to those coordinate information. In this embodiment, the rotation calculation does not actually rotate the first tire model 60 or the second tire model 80. For example, when a certain node rotates by θ, the calculation corresponding to the rotation is performed on the node. It is to be applied to the displacement.

例えば、解析結果変換部52cは、変形解析が終了した後における第2タイヤモデル80の節点の情報を、第1タイヤモデル60の節点と第2タイヤモデル80の節点との相対的な位置関係を用いて第1タイヤモデル60の表面の節点に付与する。そして、解析結果変換部52cは、第1タイヤモデル60の表面の節点に、回転演算を施すことにより、第1タイヤモデル60の回転情報を得る。また、解析結果変換部52cは、変形解析が終了した後における第2タイヤモデル80の節点の変位に回転演算を施すことにより、第2タイヤモデル80の回転情報を得る。そして、解析結果変換部52cは、得られた第2タイヤモデル80の回転情報を、第1タイヤモデル60の節点と第2タイヤモデル80の節点との相対的な位置関係を用いて第1タイヤモデル60の表面の節点に付与する。このようにして、第1タイヤモデル60の回転情報が得られる。   For example, the analysis result conversion unit 52 c uses the relative positional relationship between the nodes of the first tire model 60 and the nodes of the second tire model 80 as information on the nodes of the second tire model 80 after the deformation analysis is completed. Used to give to the nodes on the surface of the first tire model 60. Then, the analysis result conversion unit 52 c obtains rotation information of the first tire model 60 by performing rotation calculation on the nodes on the surface of the first tire model 60. Moreover, the analysis result conversion unit 52c obtains rotation information of the second tire model 80 by performing a rotation calculation on the displacement of the node of the second tire model 80 after the deformation analysis is completed. Then, the analysis result conversion unit 52c uses the relative positional relationship between the nodes of the first tire model 60 and the nodes of the second tire model 80 to obtain the rotation information of the second tire model 80 obtained. It is given to the node on the surface of the model 60. In this way, rotation information of the first tire model 60 is obtained.

回転情報を求めるにあたって、解析結果変換部52cは、図10−1から図10−3に示すように、第2タイヤモデル80の外側に拡張領域84を設けてもよい。第1タイヤモデル60は、周方向に不均一な形状であるため、表面に凸部を有することがある。このため、要素分割の関係から、第1タイヤモデル60の表面に存在する節点は、第2タイヤモデル80の外側に存在することがある。図10−1に示す例においては、第2タイヤモデル80の表面に第1タイヤモデル60の節点61A、61Dが存在し、第2タイヤモデル80の表面に存在する節点81E、81Fの径方向外側に、第1タイヤモデル60の節点61B、61Cが存在する。   In obtaining the rotation information, the analysis result conversion unit 52c may provide an extended region 84 outside the second tire model 80 as shown in FIGS. 10-1 to 10-3. Since the first tire model 60 has a non-uniform shape in the circumferential direction, it may have a convex portion on the surface. For this reason, the node existing on the surface of the first tire model 60 may exist outside the second tire model 80 due to the element division relationship. In the example shown in FIG. 10A, the nodes 61A and 61D of the first tire model 60 are present on the surface of the second tire model 80, and the nodes 81E and 81F that are present on the surface of the second tire model 80 are radially outward. In addition, the nodes 61B and 61C of the first tire model 60 exist.

このような場合、第1タイヤモデル60の節点61B、61Cの座標を近似するために、解析結果変換部52cは、節点61B、61Cを含む第2タイヤモデル80の外側に拡張領域84を生成し、この拡張領域84を新たな要素として定義する。図10−1に示す例において、当該要素は、節点81E、81F、85B、85Aで構成される。解析結果変換部52cは、前記要素を構成する節点81E、81F、85B、85Aの情報から第2タイヤモデル80の外側に存在する第1タイヤモデル60の節点61B、61Cの情報を補間する。当該補間は、例えば、線形補間、2次補間、スプライン関数補間等を用いたり、前記要素の形状関数を用いたりすればよい。なお、図10−2に示す拡張領域84に定義した要素は、第2タイヤモデル80の接地形状に影響を与えないように、図10−3に示すように、路面モデル66との接触条件を考慮しない。その結果、路面モデル66を貫通した第1タイヤモデル60の節点は、路面モデル66の表面に最も近い位置に移動することになる。このようにすることで、第1タイヤモデル60の節点の変位情報を不足なく求めることができる。   In such a case, in order to approximate the coordinates of the nodes 61B and 61C of the first tire model 60, the analysis result conversion unit 52c generates an extended region 84 outside the second tire model 80 including the nodes 61B and 61C. The extended area 84 is defined as a new element. In the example illustrated in FIG. 10A, the element includes nodes 81E, 81F, 85B, and 85A. The analysis result conversion unit 52c interpolates the information on the nodes 61B and 61C of the first tire model 60 existing outside the second tire model 80 from the information on the nodes 81E, 81F, 85B and 85A constituting the element. For the interpolation, for example, linear interpolation, quadratic interpolation, spline function interpolation, or the like may be used, or the shape function of the element may be used. Note that the elements defined in the extended region 84 shown in FIG. 10-2 have the contact condition with the road surface model 66 as shown in FIG. 10-3 so as not to affect the contact shape of the second tire model 80. Do not consider. As a result, the node of the first tire model 60 that has penetrated the road surface model 66 moves to a position closest to the surface of the road surface model 66. By doing in this way, the displacement information of the node of the first tire model 60 can be obtained without shortage.

図12は、タイヤの周辺のモデルの概略構成を示す斜視図である。処理部52は、ステップS16で回転情報が第1タイヤモデル60に付与されたら、ステップS18に進む。解析結果変換部52cは、ステップS18において、第1タイヤモデル60の表面形状の時系列データを作成する。具体的には、解析結果変換部52cは、ステップS16で求めた回転情報(すなわち、第1タイヤモデル60の表面に存在する節点の座標と時間との関係)を用いて、各時間における第1タイヤモデル60の表面形状(転動形状)を求める。すなわち、解析結果変換部52cは、節点の座標と時間との関係から、同じ時間における節点の座標(位置情報)を抽出することで、1つの時間における第1タイヤモデル60の表面形状を作成する。そして、解析結果変換部52cは、1つの時間における第1タイヤモデル60の表面形状の作成を繰り返すことで、第1タイヤモデル60の表面形状の時系列データを取得することができる。なお、本実施形態では、評価対象のタイヤを所定の回転速度で回転させる状態として周方向位置を時間に変換しているため、第1タイヤモデル60の表面形状の時系列データは、評価対象のタイヤが転動したときにおける前記タイヤの表面形状の時系列データとなる。上述したステップS16とステップS18とが、タイヤ転動形状作成ステップに相当する。   FIG. 12 is a perspective view showing a schematic configuration of a model around the tire. If rotation information is given to the 1st tire model 60 at Step S16, processing part 52 will progress to Step S18. The analysis result conversion unit 52c creates time-series data of the surface shape of the first tire model 60 in step S18. Specifically, the analysis result conversion unit 52c uses the rotation information obtained in step S16 (that is, the relationship between the coordinates of the nodes existing on the surface of the first tire model 60 and the time) to obtain the first value at each time. The surface shape (rolling shape) of the tire model 60 is obtained. That is, the analysis result conversion unit 52c creates the surface shape of the first tire model 60 at one time by extracting the coordinates (position information) of the nodes at the same time from the relationship between the coordinates of the nodes and the time. . And the analysis result conversion part 52c can acquire the time series data of the surface shape of the 1st tire model 60 by repeating preparation of the surface shape of the 1st tire model 60 in one time. In this embodiment, since the circumferential position is converted to time as the evaluation target tire is rotated at a predetermined rotational speed, the time-series data of the surface shape of the first tire model 60 is the evaluation target This is time-series data of the surface shape of the tire when the tire rolls. Steps S16 and S18 described above correspond to the tire rolling shape creation step.

処理部52は、ステップS18で第1タイヤモデル60の表面形状の時系列データを作成したら、ステップS20に進む。解析・評価装置50の処理部52が備える第2モデル作成部52dは、ステップS20において、流体解析用モデル(空間モデルでありシミュレーションモデル)を作成する(第2モデル作成ステップ)。具体的には、第2モデル作成部52dは、ステップS18で作成された第1タイヤモデル60の表面形状の時系列データを用いて、各時間における前記表面形状の周囲に複数の流体メッシュ(要素)90を作成する(第2モデル作成ステップ)。このとき、第2モデル作成部52dは、転動形状に接する領域を含む領域を複数の要素に分割することにより、流体解析用モデルを作成する。   When the processing unit 52 creates time-series data of the surface shape of the first tire model 60 in step S18, the processing unit 52 proceeds to step S20. In step S20, the second model creation unit 52d included in the processing unit 52 of the analysis / evaluation apparatus 50 creates a fluid analysis model (spatial model and simulation model) (second model creation step). Specifically, the second model creation unit 52d uses the time series data of the surface shape of the first tire model 60 created in step S18 to generate a plurality of fluid meshes (elements) around the surface shape at each time. ) 90 is created (second model creation step). At this time, the second model creation unit 52d creates a fluid analysis model by dividing a region including a region in contact with the rolling shape into a plurality of elements.

これにより、図12に示すように、第1タイヤモデル60の周囲に流体メッシュ90を形成することができる。また、流体解析用のモデルは、ホイールモデル64により、第1タイヤモデル60の内部の空間と、第1タイヤモデル60の外部の空間とが区画されている(分離されている)。また、第1タイヤモデル60は、路面モデル66に接地している。第1タイヤモデル60の内部の空間と、第1タイヤモデル60の外部の空間とを区画する場合、ホイールモデル64を用いなくてもよい。例えば、第1タイヤモデル60のビード部の径方向内側に存在する孔に、板状の解析モデルを取り付けてもよい。   Thereby, as shown in FIG. 12, a fluid mesh 90 can be formed around the first tire model 60. In the model for fluid analysis, a space inside the first tire model 60 and a space outside the first tire model 60 are partitioned (separated) by the wheel model 64. The first tire model 60 is in contact with the road surface model 66. When the space inside the first tire model 60 and the space outside the first tire model 60 are partitioned, the wheel model 64 may not be used. For example, a plate-like analysis model may be attached to a hole that exists on the radially inner side of the bead portion of the first tire model 60.

処理部52は、ステップS20で流体解析用モデルを作成したら、ステップS22に進む。解析・評価装置50の処理部52が備える流体解析部52eは、ステップS22として、流体解析を行う。具体的には、ステップS20で作成した流体解析用モデルと各種の評価条件とに基づいて、評価対象のタイヤの周囲に存在する領域を流れる流体について解析する。なお、流体解析としては、空気の流れの解析や、空気抵抗の解析や、音の反響の解析や、気柱共鳴音などの流体騒音の解析がある。   After creating the fluid analysis model in step S20, the processing unit 52 proceeds to step S22. The fluid analysis unit 52e included in the processing unit 52 of the analysis / evaluation apparatus 50 performs fluid analysis as Step S22. Specifically, based on the fluid analysis model created in step S20 and various evaluation conditions, the fluid flowing in the region existing around the tire to be evaluated is analyzed. Note that fluid analysis includes air flow analysis, air resistance analysis, sound echo analysis, and fluid noise analysis such as air column resonance.

処理部52は、ステップS22で流体解析が終了したら、ステップS24に進む。解析・評価装置50の処理部52が備える評価部52fは、ステップS24として、ステップS22の解析結果を評価する。具体的には、評価部52fは、流体解析の結果が条件に一致しているか、許容値を満たしているか否かを判定し、評価対象のタイヤの性能を評価する。評価部52fは、評価対象のタイヤの評価結果を数値で算出したり、合格、不合格等の評価で算出したりすることができる。処理部52は、評価対象のタイヤを評価したら、本処理を終了する。   When the fluid analysis is completed in step S22, the processing unit 52 proceeds to step S24. The evaluation unit 52f included in the processing unit 52 of the analysis / evaluation apparatus 50 evaluates the analysis result of step S22 as step S24. Specifically, the evaluation unit 52f determines whether the result of the fluid analysis matches a condition or satisfies an allowable value, and evaluates the performance of the evaluation target tire. The evaluation unit 52f can calculate the evaluation result of the tire to be evaluated as a numerical value, or can calculate the evaluation result based on an evaluation such as pass or fail. When the processing unit 52 evaluates the evaluation target tire, the processing ends.

このように、本実施形態のシミュレーションモデル作成方法及びシミュレーション方法は、接地状態と転動状態とで、タイヤの表面の形状は同じになると仮定し、接地状態で算出したタイヤ表面形状から転動状態のタイヤの表面形状に変換する。これにより、準静的な接地解析からタイヤの流体解析に用いるシミュレーションモデルを作成することができる。このように、接地解析を用いて、転動解析のタイヤ表面形状を予測し、作成することで、タイヤを転動解析してタイヤの表面形状を算出するよりも、計算量を少なくすることができる。その結果、計算時間を短縮することができる。   As described above, the simulation model creation method and simulation method of the present embodiment assume that the tire surface shape is the same in the ground contact state and the rolling state, and the rolling state from the tire surface shape calculated in the ground contact state. Convert to the tire surface shape. Thereby, a simulation model used for tire fluid analysis can be created from quasi-static contact analysis. Thus, using the ground contact analysis to predict and create the tire surface shape of the rolling analysis, the amount of calculation can be reduced compared to calculating the tire surface shape by rolling analysis of the tire. it can. As a result, the calculation time can be shortened.

なお、本実施形態のように、準静的な接地解析に基づいて作成されたシミュレーションモデルを用いても、転動解析によりシミュレーションモデルを作成した場合と同等の結果を得ることができる。すなわち、本実施形態によって作成したシミュレーションモデルを用いた流体解析は、タイヤの解析モデルを転動解析して作成したシミュレーションモデルを用いた流体解析と同等の結果を得ることができる。このように、本実施形態は、シミュレーションの精度を維持しつつ、計算量を少なくすることができるので、シミュレーションの効率が向上する。なお、本実施形態のように評価対象のタイヤの周辺における流体解析を行う場合は、タイヤの表面形状を時系列データで取得すればよく、内部の応力分布等の情報は算出しなくてよい。なお、タイヤの表面形状は、タイヤの表面の節点(対応点等)の座標の情報である。   In addition, even if the simulation model created based on the quasi-static grounding analysis is used as in this embodiment, a result equivalent to the case where the simulation model is created by rolling analysis can be obtained. That is, the fluid analysis using the simulation model created by the present embodiment can obtain the same result as the fluid analysis using the simulation model created by rolling analysis of the tire analysis model. As described above, according to the present embodiment, the calculation amount can be reduced while maintaining the accuracy of the simulation, so that the efficiency of the simulation is improved. In addition, when performing fluid analysis around the tire to be evaluated as in the present embodiment, the surface shape of the tire may be acquired as time series data, and information such as internal stress distribution may not be calculated. The surface shape of the tire is information on coordinates of nodes (corresponding points) on the surface of the tire.

また、本実施形態では、周方向に均一な形状の第2タイヤモデルから得られる回転情報を第1タイヤモデルに付与し、この第1タイヤモデルを用いてタイヤの流体解析に用いるシミュレーションモデルを作成する。このため、複数の異なる第1タイヤモデルを作成し、これらの節点と第2タイヤモデルの節点との相対的な位置関係を把握しておけば、第2タイヤモデルの接地解析から得られた回転情報をそれぞれの第1タイヤモデルに付与するだけで、異なる第1タイヤモデルの表面形状の時系列データを得ることができる。そして、これらの表面形状の時系列データを用いて流体解析に用いるシミュレーションモデルを作成できる。したがって、本実施形態によれば、例えば、トレッドパターンが異なる複数のタイヤを評価する場合であっても、変形解析は一回で済む。このため、複数のタイヤを評価する場合でも、すべてのタイヤに対して変形解析を実行する必要はないので、計算時間を短縮できる。その結果、流体解析に用いるシミュレーションモデルを効率的に作成できるので、評価の効率が向上する。   In the present embodiment, rotation information obtained from the second tire model having a uniform shape in the circumferential direction is given to the first tire model, and a simulation model used for tire fluid analysis is created using the first tire model. To do. Therefore, if a plurality of different first tire models are created and the relative positional relationship between these nodes and the nodes of the second tire model is grasped, the rotation obtained from the ground contact analysis of the second tire model Only by giving information to each first tire model, time series data of the surface shape of different first tire models can be obtained. A simulation model used for fluid analysis can be created using time-series data of these surface shapes. Therefore, according to the present embodiment, for example, even when a plurality of tires having different tread patterns are evaluated, the deformation analysis is only required once. For this reason, even when evaluating a plurality of tires, it is not necessary to perform deformation analysis on all tires, so that the calculation time can be shortened. As a result, since a simulation model used for fluid analysis can be efficiently created, the efficiency of evaluation is improved.

なお、本実施形態では、いずれもシミュレーションモデルを作成した後、流体解析シミュレーションを行ったが、本実施形態はこれに限定されず、作成したシミュレーションモデルを他のシミュレーションに用いてもよい。また、流体解析は、他の装置で行うようにしてもよい。また、本実施形態では、解析結果の評価を行ったが、評価部による評価は行わなくてもよい。   In this embodiment, the fluid analysis simulation is performed after creating the simulation model in all of the embodiments. However, the present embodiment is not limited to this, and the created simulation model may be used for other simulations. Moreover, you may make it perform fluid analysis with another apparatus. Moreover, in this embodiment, although the analysis result was evaluated, the evaluation by an evaluation part does not need to be performed.

なお、ステップS20で第1タイヤモデル60の周囲に作成する流体メッシュ90は、実行する流体解析によって種々のメッシュとすることができる。具体的には、差分法に用いるメッシュを作成することも、有限要素法に用いるメッシュを作成することもできる。なお、本実施形態では、メッシュを作成したが、タイヤ周辺の流体解析に用いるモデルを作成することができれば、メッシュに限定されない。すなわち、第1タイヤモデル60の周囲を要素分割しない空間モデルを用いて流体解析が実行されてもよい。また、流体解析用モデルは差分法を対象とした構造格子(直交格子)で構成されていてもよいし、有限体積法や有限要素法を対象とした非構造格子で構成されていてもよい。   Note that the fluid mesh 90 created around the first tire model 60 in step S20 can be made into various meshes by the fluid analysis to be performed. Specifically, a mesh used for the difference method can be created, or a mesh used for the finite element method can be created. In the present embodiment, the mesh is created. However, the mesh is not limited to the mesh as long as a model used for fluid analysis around the tire can be created. That is, the fluid analysis may be executed using a space model in which the periphery of the first tire model 60 is not divided into elements. The fluid analysis model may be configured by a structured grid (orthogonal grid) targeted for the difference method, or may be configured by an unstructured grid targeted for the finite volume method or the finite element method.

本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法は、ステップS12の接地解析において、第2タイヤモデル80にホイールモデル64を装着したが、ホイールモデル64が装着されない第2タイヤモデル80を路面モデル66に接地させて、接地解析を実行してもよい。また、ホイールモデル64は、ステップS22の流体解析時に、第1タイヤモデル60の内部の領域と、第1タイヤモデル60の外部の領域とを区画できればよいので、上述したものに限定されるものではない。なお、ホイールモデル64は、必要に応じて形状を設定すればよく、実際のホイールを忠実に再現した詳細な形状とすることもできる。   In the tire simulation method according to the present embodiment, the wheel model 64 is attached to the second tire model 80 in the contact analysis of step S12, but the second tire model 80 not attached to the wheel model 64 is grounded to the road surface model 66. The grounding analysis may be executed. Further, the wheel model 64 only needs to be able to partition an area inside the first tire model 60 and an area outside the first tire model 60 at the time of fluid analysis in step S22. Absent. In addition, what is necessary is just to set a shape of the wheel model 64 as needed, and it can also be set as the detailed shape which reproduced the actual wheel faithfully.

図13は、第1タイヤモデルの表面に存在する節点の周方向位置を時間に変換した他の例を示す説明図である。本実施形態において、回転情報(第1タイヤモデル60の回転情報)は、第1タイヤモデル60の周方向に隣接するピッチに存在する節点(対応節点)間の情報(変位と時間(位置)との関係)を補間することにより求められてもよい。例えば、図13に示す丸の点の径方向座標及び周方向位置情報に基づいて補間をすることで、三角の点の径方向座標を取得することができる。このようにすれば、第1タイヤモデル60の任意の時間における転動形状をより詳細にかつ精度よく求めることができる。補間には、線形補間、2次補間、スプライン関数補間等を用いることができる。   FIG. 13 is an explanatory diagram showing another example in which the circumferential positions of the nodes existing on the surface of the first tire model are converted into time. In the present embodiment, the rotation information (rotation information of the first tire model 60) is information (displacement and time (position)) between nodes (corresponding nodes) existing at a pitch adjacent to the circumferential direction of the first tire model 60. May be obtained by interpolation. For example, it is possible to acquire the radial coordinates of the triangular points by performing interpolation based on the radial coordinates and the circumferential position information of the circular points shown in FIG. In this way, the rolling shape of the first tire model 60 at an arbitrary time can be obtained in more detail and with high accuracy. For interpolation, linear interpolation, quadratic interpolation, spline function interpolation, or the like can be used.

図14は、流体解析用モデルの他の例を示す概略構成図である。図15−1は、図14に示す流体解析用モデルの一部を拡大して示す拡大図である。図15−2は、図14に示す流体解析用モデルの一部を拡大して示す拡大図である。流体解析用モデル(空間モデル)は、流体メッシュ101が第1タイヤモデル60の周囲に形成され、第1タイヤモデル60の表面形状の時間変化(転動形状)に応じて要素構造が変化する第1要素領域102と、第1要素領域102の外周に形成され、要素構造が変化しない第2要素領域104とを含むことが好ましい。流体メッシュ101は、第1タイヤモデル60の周囲に形成されている。また、本流体解析用モデルは、ホイールモデル64及び路面モデル66も有している。本実施形態においては、第1要素領域102に属する要素の寸法は、第2要素領域104に属する要素の寸法よりも小さい。このような構造により、第1タイヤモデル60の表面に近い境界層(速度境界層や温度境界層等)の現象を精度よくシミュレーションできる。   FIG. 14 is a schematic configuration diagram illustrating another example of a fluid analysis model. 15A is an enlarged view showing a part of the fluid analysis model shown in FIG. 15-2 is an enlarged view showing a part of the fluid analysis model shown in FIG. 14 in an enlarged manner. In the fluid analysis model (space model), the fluid mesh 101 is formed around the first tire model 60, and the element structure changes according to the temporal change (rolling shape) of the surface shape of the first tire model 60. It is preferable to include one element region 102 and a second element region 104 that is formed on the outer periphery of the first element region 102 and does not change the element structure. The fluid mesh 101 is formed around the first tire model 60. The fluid analysis model also includes a wheel model 64 and a road surface model 66. In the present embodiment, the dimension of the element belonging to the first element area 102 is smaller than the dimension of the element belonging to the second element area 104. With such a structure, a phenomenon of a boundary layer (speed boundary layer, temperature boundary layer, etc.) close to the surface of the first tire model 60 can be accurately simulated.

第1要素領域102は、第1タイヤモデル60の外周の全域に設けられている。また、第2要素領域104は、第1要素領域102の外側、すなわち、第1要素領域102よりも第1タイヤモデル60から径方向外側に離れた領域に設けられている。第1要素領域102は、第1タイヤモデル60の形状に応じて要素構造、より具体的には要素の形状及が変化する。本実施形態においては、図15−1に示す第1タイヤモデル60が、1ピッチ分に対応する回転角よりも狭い角度分回転し、図15−2に示す第1タイヤモデル60の位置になると、第1タイヤモデル60の形状の変化に応じて、第1要素領域102から第1要素領域102aに要素の形状が変化する。すなわち、図15−2に示す第1要素領域102aは、図15−1に示す第1要素領域102とは異なる形状となる。これに対して、第2要素領域104は、第1タイヤモデル60の形状によらず一定のメッシュとなる。すなわち、図15−2に示す第2要素領域104は、図15−1に示す第2要素領域104と同じ形状となる。   The first element region 102 is provided in the entire outer periphery of the first tire model 60. Further, the second element region 104 is provided outside the first element region 102, that is, in a region farther outward from the first tire model 60 in the radial direction than the first element region 102. In the first element region 102, the element structure, more specifically, the shape of the element changes according to the shape of the first tire model 60. In the present embodiment, when the first tire model 60 shown in FIG. 15-1 is rotated by an angle narrower than the rotation angle corresponding to one pitch, the first tire model 60 shown in FIG. In response to a change in the shape of the first tire model 60, the shape of the element changes from the first element region 102 to the first element region 102a. That is, the first element region 102a shown in FIG. 15-2 has a different shape from the first element region 102 shown in FIG. 15-1. On the other hand, the second element region 104 has a constant mesh regardless of the shape of the first tire model 60. That is, the second element region 104 shown in FIG. 15-2 has the same shape as the second element region 104 shown in FIG. 15-1.

このように、流体解析用モデルは、第1タイヤモデル60の周囲に形成され、第1タイヤモデル60の形状の時間変化に応じて要素構造が変化する第1要素領域と、第1要素領域の外周に形成され、第1タイヤモデル60の形状の時間変化に応じて要素構造が変化しない第2要素領域とを含む。このような構造により、流体解析用モデルは、第1タイヤモデル60の形状の時間変化に応じて要素を再形成する領域を少なくすることができる。これにより、流体解析用モデルを作成する際に、流体解析用モデルが有するすべての要素を再生成する必要はなくなるため、解析・評価装置50は要素を生成する負担が低減される。   As described above, the fluid analysis model is formed around the first tire model 60, and the first element region in which the element structure changes according to the time change of the shape of the first tire model 60, and the first element region 2nd element area | region which is formed in the outer periphery and does not change an element structure according to the time change of the shape of the 1st tire model 60 is included. With such a structure, the fluid analysis model can reduce the area in which the elements are reformed in accordance with the temporal change in the shape of the first tire model 60. Accordingly, when creating the fluid analysis model, it is not necessary to regenerate all the elements of the fluid analysis model, so that the analysis / evaluation apparatus 50 reduces the burden of generating the elements.

また、第1タイヤモデル60の形状に対する要素の形成位置を固定する、すなわち、第1タイヤモデル60とともに第1要素領域102を回転させることで、第1タイヤモデル60の形状とメッシュとの関係を一定に保つことができる。また、第1要素領域102と第2要素領域104との境界を、第1要素領域102の回転に関わらず一定としてもよい。このようにすることで、時系列毎に流体解析用モデルの要素を生成することなく、流体解析用モデルを作成することができる。   Further, by fixing the formation position of the element with respect to the shape of the first tire model 60, that is, by rotating the first element region 102 together with the first tire model 60, the relationship between the shape of the first tire model 60 and the mesh is changed. Can be kept constant. Further, the boundary between the first element region 102 and the second element region 104 may be constant regardless of the rotation of the first element region 102. By doing so, it is possible to create a fluid analysis model without generating elements of the fluid analysis model for each time series.

なお、流体解析時には、第1要素領域102と第2要素領域104との間で物理量の受け渡しが行われる。また、本実施形態では、第1要素領域102の境界と第2要素領域104の境界とを一致させたが、第1要素領域102の境界と第2要素領域104の境界とは一致しなくてもよい。すなわち、第1要素領域102と第2要素領域104との境界が一部重なるようにしてもよい。   In the fluid analysis, physical quantities are exchanged between the first element region 102 and the second element region 104. In the present embodiment, the boundary of the first element region 102 and the boundary of the second element region 104 are matched, but the boundary of the first element region 102 and the boundary of the second element region 104 do not match. Also good. That is, the boundary between the first element region 102 and the second element region 104 may partially overlap.

図16は、本実施形態の他の例に係る流体解析用モデルの概略構成を示す斜視図である。上述した実施形態では、第1タイヤモデル60及びホイールモデル64及び路面モデル66の周囲に存在する空間の流体解析を行ったが、前記周囲に存在する空間に、他の物体の解析モデルを設けるようにしてもよい。例えば、解析対象のタイヤが装着される車両又は当該車両の一部を解析モデル化し、当該解析モデルと第1タイヤモデル60の転動形状とに接した領域を含む領域を、複数の要素に分割して流体解析用モデル(空間モデル)を作成してもよい。また、その流体解析用モデルを用いて流体解析を実行してもよい。   FIG. 16 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a fluid analysis model according to another example of the present embodiment. In the above-described embodiment, the fluid analysis of the space existing around the first tire model 60, the wheel model 64, and the road surface model 66 is performed. However, an analysis model of another object is provided in the space existing around the first tire model 60 It may be. For example, an analysis model of a vehicle or a part of the vehicle on which the tire to be analyzed is mounted is divided into a plurality of elements including a region in contact with the analysis model and the rolling shape of the first tire model 60 Then, a fluid analysis model (spatial model) may be created. Further, fluid analysis may be executed using the fluid analysis model.

本変形例では、第1タイヤモデル60の周囲に存在する対象物(タイヤハウスやタイヤ試験器等)の対象物表面情報を用いて得られる対象物表面領域を用いて流体解析用モデル210を作成する。すなわち、タイヤ境界領域及び路面モデル66の表面情報から得られる接触表面領域に加えて、さらに1以上の境界を設ける。実際にタイヤを転動させる際には、車体が有するホイールハウスやサスペンションアーム等の部材がタイヤの近傍に設けられている。また、タイヤを試験する場合、試験装置がタイヤの近傍に配置される。車体が有する部材や試験装置等は、タイヤが発生した放射音を反射したり吸収したりする。また、車体が有する部材や試験装置等は、タイヤの周辺における空気の流れに影響を及ぼしたりする。したがって、前記部材や試験装置等を流体解析用モデル210が有する境界として追加することにより、より実際の事象に近い状態を再現できる。   In this modification, the fluid analysis model 210 is created using the object surface region obtained by using the object surface information of the object (tire house, tire tester, etc.) existing around the first tire model 60. To do. That is, in addition to the tire boundary region and the contact surface region obtained from the surface information of the road surface model 66, one or more boundaries are further provided. When actually rolling a tire, members such as a wheel house and a suspension arm of the vehicle body are provided in the vicinity of the tire. Further, when testing a tire, a test apparatus is arranged in the vicinity of the tire. A member, a test apparatus, or the like included in the vehicle body reflects or absorbs radiated sound generated by the tire. In addition, a member, a test apparatus, or the like that the vehicle body has affects the air flow around the tire. Therefore, a state closer to an actual event can be reproduced by adding the member, the test apparatus, or the like as a boundary of the fluid analysis model 210.

図16に示す流体解析用モデル210は、仮想的な境界である半球領域220で区画されるタイヤ周辺空間222内に、対象物としてタイヤハウスモデル224を設置し、このタイヤハウスモデル224の表面に、境界としての対象物表面領域を設けている。このように表面に境界条件が設定されたタイヤハウスモデル224が設けられた流体解析用モデル210が複数の要素で分割されることにより、流体解析用モデル210が作成される。   A fluid analysis model 210 shown in FIG. 16 has a tire house model 224 installed as an object in a tire peripheral space 222 defined by a hemispherical region 220 that is a virtual boundary, and the surface of the tire house model 224 is provided. The object surface area is provided as a boundary. The fluid analysis model 210 is created by dividing the fluid analysis model 210 provided with the tire house model 224 having the boundary condition set on the surface in this manner into a plurality of elements.

このように、タイヤ周辺空間222内に、タイヤの近傍に存在する部材を解析モデル化して配置し、前記解析モデルの表面に対象物表面領域を設定することで、評価対象のタイヤの周囲における空気の流れや音の解析をより実際の状態に近い条件で解析することができる。なお、他の解析モデルは複数設けられていてもよい。例えば、タイヤハウスモデル224に加えて車軸の解析モデルやサスペンションアームの解析モデル等を追加してもよい。   As described above, the members existing in the vicinity of the tire are arranged in the tire peripheral space 222 as an analysis model, and the object surface region is set on the surface of the analysis model, so that the air around the tire to be evaluated The flow and sound can be analyzed under conditions closer to the actual state. A plurality of other analysis models may be provided. For example, in addition to the tire house model 224, an axle analysis model, a suspension arm analysis model, and the like may be added.

以上のように、本発明に係るシミュレーションモデル作成方法、シミュレーション方法、シミュレーションモデル作成装置、及びシミュレーション装置は、コンピュータを用いてタイヤの性能を評価することに適している。   As described above, the simulation model creation method, the simulation method, the simulation model creation apparatus, and the simulation apparatus according to the present invention are suitable for evaluating tire performance using a computer.

1 タイヤ
50 解析・評価装置
51 入出力装置
52 処理部
52a 第1モデル作成部
52b 接地解析部
52c 解析結果変換部
52d 第2モデル作成部
52e 流体解析部
52f 評価部
54 記憶部
55 表示手段
60 第1タイヤモデル
61、61A、61D、81A、81B、81D、81E、81F 節点
62 ブロック
64 ホイールモデル
66 路面モデル
70、81 対応節点
80 第2タイヤモデル
82 要素
84 拡張領域
90、101 流体メッシュ
102、102a 第1要素領域
104 第2要素領域
210 流体解析用モデル
220 半球領域
222 タイヤ周辺空間
224 タイヤハウスモデル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tire 50 Analysis / evaluation apparatus 51 Input / output device 52 Processing part 52a 1st model creation part 52b Grounding analysis part 52c Analysis result conversion part 52d 2nd model creation part 52e Fluid analysis part 52f Evaluation part 54 Storage part 55 Display means 60 1st 1 tire model 61, 61A, 61D, 81A, 81B, 81D, 81E, 81F node 62 block 64 wheel model 66 road surface model 70, 81 corresponding node 80 second tire model 82 element 84 expansion area 90, 101 fluid mesh 102, 102a First element area 104 Second element area 210 Fluid analysis model 220 Hemisphere area 222 Tire peripheral space 224 Tire house model

Claims (14)

コンピュータが、評価対象の空気入りタイヤに基づく周方向に不均一な第1タイヤモデルと、前記評価対象の空気入りタイヤに基づく実質的に周方向に均一な第2タイヤモデルと、ホイールモデルと、路面モデルとを作成する第1モデル作成ステップと、
前記コンピュータが、前記第2タイヤモデルの接地解析を実行して、前記第2タイヤモデルの節点の変位を求める接地解析ステップと、
前記コンピュータが、前記第2タイヤモデルが有する節点の周方向位置を時間に変換することによって得られる、前記節点の時間に対する変化を表す回転情報を、前記第1タイヤモデルの節点と前記第2タイヤモデルの節点との間における相対的な位置関係を用いて、前記第1タイヤモデルに付与することにより、前記第1タイヤモデルの転動形状を求めるタイヤ転動形状作成ステップと、
前記コンピュータが、前記タイヤ転動形状作成ステップで得られた転動形状に接する領域を含む領域を複数の要素に分割した空間モデルを作成する第2モデル作成ステップと、
を含むことを特徴とするシミュレーションモデル作成方法。
A first tire model that is non-uniform in a circumferential direction based on a pneumatic tire to be evaluated; a second tire model that is substantially uniform in the circumferential direction based on the pneumatic tire to be evaluated; and a wheel model; A first model creating step for creating a road surface model;
The computer executes a ground contact analysis of the second tire model to determine a displacement of a node of the second tire model; and
Rotation information representing the change of the node with respect to time, obtained by converting the circumferential position of the node of the second tire model into time by the computer, the node of the first tire model and the second tire. A tire rolling shape creation step for obtaining a rolling shape of the first tire model by giving to the first tire model using a relative positional relationship between the nodes of the model;
A second model creation step in which the computer creates a spatial model in which a region including a region in contact with the rolling shape obtained in the tire rolling shape creation step is divided into a plurality of elements;
A simulation model creation method characterized by comprising:
前記タイヤ転動形状作成ステップにおいて、前記コンピュータは、
前記第1タイヤモデルの節点の位置を表す情報に回転演算を施すことにより、前記回転情報を求める請求項1に記載のシミュレーションモデル作成方法。
In the tire rolling shape creation step, the computer
The simulation model creation method according to claim 1, wherein the rotation information is obtained by performing rotation calculation on information representing a position of a node of the first tire model.
前記タイヤ転動形状作成ステップにおいて、前記コンピュータは、
前記第1タイヤモデルの周方向に隣接する節点間の情報を補間することにより、前記回転情報を求める請求項1に記載のシミュレーションモデル作成方法。
In the tire rolling shape creation step, the computer
The simulation model creation method according to claim 1, wherein the rotation information is obtained by interpolating information between nodes adjacent in the circumferential direction of the first tire model.
前記第1モデル作成ステップにおいて、前記コンピュータは、
前記第2タイヤモデルの外側に拡張領域を設ける請求項1から3のいずれか1項に記載のシミュレーションモデル作成方法。
In the first model creation step, the computer
The simulation model creation method according to any one of claims 1 to 3, wherein an extended region is provided outside the second tire model.
前記第2モデル作成ステップにおいて、前記コンピュータは、
前記転動形状の周囲に形成され、前記転動形状の時間変化に応じて要素の構造が変化する第1要素領域と、前記第1要素領域の外周に形成され、要素構造が変化しない第2要素領域とを含む前記空間モデルを作成する請求項1から4のいずれか1項に記載のシミュレーションモデル作成方法。
In the second model creation step, the computer
A first element region that is formed around the rolling shape and the structure of the element changes according to a change in the rolling shape with time, and a second element region that is formed on the outer periphery of the first element region and does not change the element structure. The simulation model creation method according to claim 1, wherein the spatial model including an element region is created.
前記第2モデル作成ステップにおいて、前記コンピュータは、
前記評価対象の空気入りタイヤが装着される車両の少なくとも一部を解析モデル化し、当該解析モデルと前記転動形状とに接した領域を含む領域を、複数の要素に分割して空間モデルを作成する請求項1から5のいずれか1項に記載のシミュレーションモデル作成方法。
In the second model creation step, the computer
Create an analytical model of at least a part of the vehicle on which the pneumatic tire to be evaluated is mounted, and divide the region including the region in contact with the analytical model and the rolling shape into a plurality of elements to create a spatial model The simulation model creation method according to any one of claims 1 to 5.
前記コンピュータは、請求項1から6のいずれか1項に記載のシミュレーションモデル作成方法により得られた前記空間モデルを用いて、流体解析を行うことを特徴とするシミュレーション方法。   7. The simulation method according to claim 1, wherein the computer performs fluid analysis using the space model obtained by the simulation model creation method according to claim 1. 評価対象の空気入りタイヤに基づく周方向に不均一な第1タイヤモデルと、前記評価対象の空気入りタイヤに基づく実質的に周方向に均一な第2タイヤモデルと、ホイールモデルと、路面モデルとを作成する第1解析モデル作成部と、
前記第2タイヤモデルの接地解析を実行して、前記第2タイヤモデルの節点の変位を求める接地解析部と、
前記第2タイヤモデルが有する節点の周方向位置を時間に変換することによって得られる、前記節点の時間に対する変化を表す回転情報を、前記第1タイヤモデルの節点と前記第2タイヤモデルの節点との間における相対的な位置関係を用いて、前記第1タイヤモデルに付与することにより、前記第1タイヤモデルの転動形状を求める解析結果変換部と、
前記解析結果変換部が求めた転動形状に接する領域を含む領域を複数の要素に分割した空間モデルを作成する第2モデル作成部と、
を含むことを特徴とするシミュレーションモデル作成装置。
A first tire model that is uneven in the circumferential direction based on the pneumatic tire to be evaluated, a second tire model that is substantially uniform in the circumferential direction based on the pneumatic tire to be evaluated, a wheel model, and a road surface model A first analysis model creation unit for creating
A ground contact analysis unit for performing a ground contact analysis of the second tire model to obtain a displacement of a node of the second tire model;
The rotation information representing the change of the node with respect to time, obtained by converting the circumferential position of the node of the second tire model into time, and the node of the first tire model and the node of the second tire model. An analysis result conversion unit for obtaining a rolling shape of the first tire model by applying the relative positional relationship between the first tire model and the first tire model;
A second model creation unit that creates a spatial model in which a region including a region in contact with the rolling shape obtained by the analysis result conversion unit is divided into a plurality of elements;
A simulation model creation device characterized by comprising:
前記解析結果変換部は、
前記第1タイヤモデルの節点の位置を表す情報に回転演算を施すことにより、前記回転情報を求める請求項8に記載のシミュレーションモデル作成装置。
The analysis result conversion unit
The simulation model creating apparatus according to claim 8, wherein the rotation information is obtained by performing rotation calculation on information representing a position of a node of the first tire model.
前記解析結果変換部は、
前記第1タイヤモデルの周方向に隣接する節点間の情報を補間することにより、前記回転情報を求める請求項9に記載のシミュレーションモデル作成装置。
The analysis result conversion unit
The simulation model creation device according to claim 9, wherein the rotation information is obtained by interpolating information between nodes adjacent in the circumferential direction of the first tire model.
前記解析結果変換部は、
前記第2タイヤモデルの外側に拡張領域を設ける請求項9又は10に記載のシミュレーションモデル作成装置。
The analysis result conversion unit
The simulation model creation device according to claim 9 or 10, wherein an extended region is provided outside the second tire model.
前記第2モデル作成部は、
前記転動形状の周囲に形成され、前記転動形状の時間変化に応じて要素の構造が変化する第1要素領域と、前記第1要素領域の外周に形成され、要素構造が変化しない第2要素領域とを含む前記空間モデルを作成する請求項9から11のいずれか1項に記載のシミュレーションモデル作成装置。
The second model creation unit
A first element region that is formed around the rolling shape and the structure of the element changes according to a change in the rolling shape with time, and a second element region that is formed on the outer periphery of the first element region and does not change the element structure. The simulation model creation apparatus according to claim 9, wherein the spatial model including an element region is created.
前記第2モデル作成部は、
前記評価対象の空気入りタイヤが装着される車両の少なくとも一部を解析モデル化し、当該解析モデルと前記転動形状とに接した領域を含む領域を、複数の要素に分割して空間モデルを作成する請求項9から12のいずれか1項に記載のシミュレーションモデル作成装置。
The second model creation unit
Create an analytical model of at least a part of the vehicle on which the pneumatic tire to be evaluated is mounted, and divide the region including the region in contact with the analytical model and the rolling shape into a plurality of elements to create a spatial model The simulation model creation device according to any one of claims 9 to 12.
請求項8から13のいずれか1項に記載のシミュレーションモデル作成装置により得られた前記空間モデルを用いて、流体解析を行うことを特徴とするシミュレーション装置。   A simulation apparatus, wherein fluid analysis is performed using the space model obtained by the simulation model creation apparatus according to any one of claims 8 to 13.
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