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JP5572946B2 - Tire performance prediction method and tire performance prediction computer program - Google Patents

Tire performance prediction method and tire performance prediction computer program Download PDF

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JP5572946B2 JP2008334158A JP2008334158A JP5572946B2 JP 5572946 B2 JP5572946 B2 JP 5572946B2 JP 2008334158 A JP2008334158 A JP 2008334158A JP 2008334158 A JP2008334158 A JP 2008334158A JP 5572946 B2 JP5572946 B2 JP 5572946B2
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Description

本発明は、コンピュータを用いたシミュレーションによってタイヤの性能を予測することに関する。   The present invention relates to predicting tire performance by computer simulation.

従来、タイヤは、試作品を走行試験や耐久試験等に供して得られた結果を元に、さらに改良を加えて試作品を試作するという繰返しによって開発されていた。このような開発手法は、試作と試験との繰返しになるので、開発効率が悪いという問題点があった。この問題点を解決するために、近年では数値解析を用いたコンピュータシミュレーションによって、試作品を製造しなくともタイヤの物理的性質を予測することができる手法が提案されている。   Conventionally, tires have been developed by repeatedly making prototypes with further improvements based on results obtained by using prototypes for running tests and durability tests. Such a development method has a problem that development efficiency is low because trial production and testing are repeated. In order to solve this problem, in recent years, a method has been proposed in which the physical properties of a tire can be predicted by computer simulation using numerical analysis without manufacturing a prototype.

近年においては、ホイールに装着した状態のタイヤの諸性能を予測することが行われつつある。例えば、特許文献1には、タイヤの有限要素モデルのリム接触域を拘束するとともに、タイヤの有限要素モデルのビード部のタイヤ軸方向距離をリム幅に強制変位させる仮想リム組み処理を施す方法が開示されている。また、特許文献2には、ホイールモデルのリムの幅をタイヤモデルのビード幅よりも広げてから、リムの幅を狭めてタイヤモデルのビード部に嵌合させる方法が開示されている。   In recent years, various performances of tires mounted on wheels are being predicted. For example, Patent Document 1 discloses a method of performing a virtual rim assembly process in which a rim contact area of a tire finite element model is constrained and a tire axial direction distance of a bead portion of a tire finite element model is forcibly displaced to a rim width. It is disclosed. Patent Document 2 discloses a method in which the rim of the wheel model is made wider than the bead width of the tire model, and then the rim is narrowed to be fitted to the bead portion of the tire model.

特許第3363442号公報Japanese Patent No. 3363442 特開2005−082076号公報JP 2005-082076 A

特許文献1に開示された方法は、ビード部にタイヤ軸方向に向かう強制変位を与えるが、実際にリム組みをした場合は、前記強制変位では再現できない変形がビード部に発生する。このため、特許文献1に開示された方法は、計算は速いがタイヤの性能の予測精度が低い。一方、特許文献2に開示された方法は、ビード部をリムに組み合わせるため、タイヤの性能の予測精度は高い。しかし、特許文献2に開示された方法は、転動解析等の実行中にビード部とリムとの接触を計算しなければならないので計算量が増加して、その結果、計算に多くの時間を要する。本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コンピュータを用いて、構造体に組み合わされたタイヤの性能を予測するにあたって、計算に要する時間を短縮しつつ、タイヤ性能の予測精度の低下を抑制することを目的とする。   The method disclosed in Patent Document 1 gives a forced displacement in the tire axial direction to the bead portion. However, when the rim is actually assembled, a deformation that cannot be reproduced by the forced displacement occurs in the bead portion. For this reason, the method disclosed in Patent Document 1 is fast in calculation but has low accuracy in predicting tire performance. On the other hand, since the method disclosed in Patent Document 2 combines the bead portion with the rim, the tire performance prediction accuracy is high. However, the method disclosed in Patent Document 2 has to calculate the contact between the bead portion and the rim during execution of the rolling analysis or the like, which increases the amount of calculation, and as a result, takes a lot of time for the calculation. Cost. The present invention has been made in view of the above, and in predicting the performance of a tire combined with a structural body using a computer, the calculation accuracy is reduced while reducing the time required for calculation. It aims at suppressing.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るタイヤの性能予測方法は、タイヤと、当該タイヤと組み合わされる構造体とを、複数の節点で構成される複数の微小要素に分割して、コンピュータで解析可能な第1タイヤモデル及び第1構造体モデルを作成する第1モデル作成手順と、前記第1タイヤモデルと前記第1構造体モデルとを組み合わせるモデル組み合わせ手順と、前記第1タイヤモデルへ内圧を負荷する内圧負荷手順と、前記第1構造体モデルに接触している前記第1タイヤモデルの節点を、相対変位が生じないように拘束する拘束手順と、前記第1構造体モデルと前記第1タイヤモデルとの接触を解除し、接触を解除した後の前記第1タイヤモデルを第2タイヤモデルとする第2モデル作成手順と、前記第2タイヤモデルに基づいて、前記タイヤの性能を予測する性能予測手順と、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a tire performance prediction method according to the present invention includes a tire and a structure combined with the tire in a plurality of minute elements composed of a plurality of nodes. A first model creation procedure for dividing and creating a first tire model and a first structure model that can be analyzed by a computer; a model combination procedure for combining the first tire model and the first structure model; An internal pressure loading procedure for applying an internal pressure to the first tire model, a restraining procedure for restraining a node of the first tire model in contact with the first structure model so as not to cause a relative displacement, and the first Contact between the structural body model and the first tire model is released, a second model creation procedure in which the first tire model after the contact is released is used as a second tire model, and the second tie Based on the model, characterized in that it comprises a, and performance prediction procedure for predicting the performance of the tire.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るタイヤの性能予測方法は、タイヤと、当該タイヤと組み合わされる構造体とを、複数の節点で構成される複数の微小要素に分割して、コンピュータで解析可能な第1タイヤモデル及び第1構造体モデルを作成する第1モデル作成手順と、前記第1タイヤモデルと前記第1構造体モデルとを組み合わせるモデル組み合わせ手順と、前記第1タイヤモデルへ内圧を負荷する内圧負荷手順と、前記第1構造体モデルに接触している前記第1タイヤモデルの節点の変位を抽出する変位抽出手順と、前記第1構造体モデルに組み合わせる前における前記第1タイヤモデルの、前記変位を抽出した節点に、前記変位を強制変位として付与する変位付与手順と、前記強制変位を付与した後の節点を、相対変位が生じないように拘束する拘束手順と、拘束後の前記第1タイヤモデルに内圧を負荷して、第2タイヤモデルとする第2モデル作成手順と、前記第2タイヤモデルに基づいて、前記タイヤの性能を予測する性能予測手順と、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a tire performance prediction method according to the present invention includes a tire and a structure combined with the tire in a plurality of minute elements composed of a plurality of nodes. A first model creation procedure for dividing and creating a first tire model and a first structure model that can be analyzed by a computer; a model combination procedure for combining the first tire model and the first structure model; An internal pressure loading procedure for applying an internal pressure to the first tire model, a displacement extraction procedure for extracting a displacement of a node of the first tire model in contact with the first structure model, and a combination with the first structure model A displacement applying procedure for applying the displacement as a forced displacement to the node from which the displacement is extracted of the first tire model before, and a node after the forced displacement is applied Based on a restraint procedure for restraining so as not to cause a relative displacement, a second model creating procedure for applying an internal pressure to the first tire model after restraint to form a second tire model, and the second tire model And a performance prediction procedure for predicting the performance of the tire.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るタイヤの性能予測方法は、タイヤと、ホイールが備える2個のリムとを、複数の節点で構成される複数の微小要素に分割して、コンピュータで解析可能な第1タイヤモデル及び第1リムモデルを作成する第1モデル作成手順と、前記第1タイヤモデルのビード部を前記第1リムモデルへ組み合わせるモデル組み合わせ手順と、前記第1タイヤモデルへ内圧を負荷する内圧負荷手順と、前記第1リムモデルに接触している前記第1タイヤモデルの節点を、相対変位が生じないように拘束する拘束手順と、前記第1リムモデルと前記第1タイヤモデルとの接触を解除し、接触を解除した後の前記第1タイヤモデルを第2タイヤモデルとする第2モデル作成手順と、前記第2タイヤモデルに基づいて、前記タイヤの性能を予測する性能予測手順と、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a tire performance prediction method according to the present invention includes a tire and two rims included in a wheel, and a plurality of microelements configured by a plurality of nodes. A first model creation procedure for dividing and creating a first tire model and a first rim model that can be analyzed by a computer; a model combination procedure for combining a bead portion of the first tire model with the first rim model; An internal pressure loading procedure for applying an internal pressure to the tire model, a restraining procedure for restraining the nodes of the first tire model in contact with the first rim model so as not to cause relative displacement, the first rim model and the first rim model A second model creation procedure in which contact with one tire model is released, and the first tire model after the contact is released is used as a second tire model; and the second tire model Based on, characterized in that it comprises a, and performance prediction procedure for predicting the performance of the tire.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るタイヤの性能予測方法は、タイヤと、ホイールが備える2個のリムとを、複数の節点で構成される複数の微小要素に分割して、コンピュータで解析可能な第1タイヤモデル及び第1リムモデルを作成する第1モデル作成手順と、前記第1タイヤモデルのビード部を前記第1リムモデルへ組み合わせるモデル組み合わせ手順と、前記第1タイヤモデルへ内圧を負荷する内圧負荷手順と、前記第1リムモデルに接触している前記第1タイヤモデルの節点の変位を抽出する変位抽出手順と、前記第1リムモデルに組み合わせる前における前記第1タイヤモデルの、前記変位を抽出した節点に、前記変位を強制変位として付与する変位付与手順と、前記強制変位を付与した後の節点を、相対変位が生じないように拘束する拘束手順と、拘束後の前記第1タイヤモデルに内圧を負荷して、第2タイヤモデルとする第2モデル作成手順と、前記第2タイヤモデルに基づいて、前記タイヤの性能を予測する性能予測手順と、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a tire performance prediction method according to the present invention includes a tire and two rims included in a wheel, and a plurality of microelements configured by a plurality of nodes. A first model creation procedure for dividing and creating a first tire model and a first rim model that can be analyzed by a computer; a model combination procedure for combining a bead portion of the first tire model with the first rim model; An internal pressure loading procedure for applying an internal pressure to the tire model, a displacement extracting procedure for extracting a displacement of a node of the first tire model in contact with the first rim model, and the first tire before being combined with the first rim model A displacement applying procedure for applying the displacement as a forced displacement to a node from which the displacement is extracted and a node after the forced displacement is applied are combined. Based on a restraint procedure for restraining so that displacement does not occur, a second model creation procedure for applying an internal pressure to the first tire model after restraint to form a second tire model, and the second tire model, And a performance prediction procedure for predicting the performance of the tire.

本発明の好ましい態様としては、前記タイヤの性能予測方法において、前記第2モデル作成手順においては、前記拘束手順で拘束した節点以外の節点に対して、前記第1リムモデルとの接触を考慮することが望ましい。   As a preferred aspect of the present invention, in the tire performance prediction method, in the second model creation procedure, contact with the first rim model is considered for nodes other than the nodes restrained by the restraint procedure. Is desirable.

本発明の好ましい態様としては、前記タイヤの性能予測方法において、前記拘束手順において、前記第1タイヤモデルの回転軸上の節点であって、前記第1タイヤモデルの赤道面上に存在する節点である回転軸中心節点も、相対変位が生じないように拘束することが望ましい。   As a preferred aspect of the present invention, in the tire performance prediction method, in the restraint procedure, a node on the rotation axis of the first tire model, the node existing on the equator plane of the first tire model. It is desirable to constrain a certain rotation axis center node so that relative displacement does not occur.

本発明の好ましい態様としては、前記タイヤの性能予測方法において、前記回転軸中心節点には、前記リムの質量と前記リムの慣性モーメントとの少なくとも一方が設定されることが望ましい。   As a preferred aspect of the present invention, in the tire performance prediction method, it is desirable that at least one of the mass of the rim and the moment of inertia of the rim is set at the center axis of the rotation axis.

本発明の好ましい態様としては、前記タイヤの性能予測方法において、前記第2タイヤモデルは2次元のモデルであり、前記タイヤの性能を予測する際に用いるタイヤモデルは、前記第2タイヤモデルから作成される3次元のモデルであることが望ましい。   As a preferred aspect of the present invention, in the tire performance prediction method, the second tire model is a two-dimensional model, and the tire model used for predicting the tire performance is created from the second tire model. It is desirable to be a three-dimensional model.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るタイヤの性能予測用コンピュータプログラムは、前記タイヤの性能予測方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a computer program for predicting tire performance according to the present invention causes a computer to execute the tire performance prediction method.

本発明は、コンピュータを用いて、構造体に組み合わされたタイヤの性能を予測するにあたって、計算に要する時間を短縮しつつ、タイヤ性能の予測精度の低下を抑制できる。   According to the present invention, in predicting the performance of a tire combined with a structure using a computer, it is possible to suppress a decrease in prediction accuracy of tire performance while reducing the time required for calculation.

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following description. In addition, constituent elements in the following description include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range.

(実施形態1)
実施形態1は、コンピュータを用いて、構造体(例えば、ホイールのリム)と組み合わせた状態におけるタイヤの性能を予測するものであり、次の点に特徴がある。すなわち、評価対象のタイヤをコンピュータで解析可能な解析モデルとした第1タイヤモデル、及びこのタイヤモデルと組み合わされる、コンピュータで解析可能な解析モデルである第1構造体モデル(例えば、リムモデル)を作成して両者を組み合わせる。そして、第1タイヤモデルに内圧を負荷した後、第1構造体モデルに接触している第1タイヤモデルの節点を、相対変位が生じないように拘束し、次に、第1構造体モデルと第1タイヤモデルとの接触を解除し、接触を解除した後の第1タイヤモデルを第2タイヤモデルとして、この第2タイヤモデルに基づいてタイヤの性能を予測する。
(Embodiment 1)
Embodiment 1 predicts the performance of a tire in a state where it is combined with a structure (for example, a wheel rim) using a computer, and is characterized by the following points. That is, a first tire model in which an evaluation target tire is an analysis model that can be analyzed by a computer and a first structure model (for example, a rim model) that is an analysis model that can be analyzed by a computer and combined with the tire model are created. And combine the two. Then, after applying an internal pressure to the first tire model, the nodes of the first tire model that are in contact with the first structure model are constrained so that no relative displacement occurs, and then the first structure model and The contact with the first tire model is released, and the tire performance is predicted based on the second tire model, with the first tire model after the contact is released as the second tire model.

図1は、タイヤの回転軸を通る子午断面を示す断面図である。タイヤ100の子午断面には、カーカス102、ベルト103、ベルトカバー104、ビードコア105が含まれている。タイヤ100は、母材であるゴムを、強化材であるカーカス102、ベルト103、あるいはベルトカバー104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。ここで、カーカス102、ベルト103、ベルトカバー104等といった、金属繊維や有機繊維等のコード材料で構成される層を、コード層という。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a meridional section passing through a rotation axis of a tire. The meridional section of the tire 100 includes a carcass 102, a belt 103, a belt cover 104, and a bead core 105. The tire 100 is a composite material structure in which rubber as a base material is reinforced by a reinforcing cord such as a carcass 102, a belt 103, or a belt cover 104 as a reinforcing material. Here, a layer made of a cord material such as a metal fiber or an organic fiber, such as the carcass 102, the belt 103, and the belt cover 104, is referred to as a cord layer.

カーカス102は、タイヤ100に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、その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103は、キャップトレッドとカーカス102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103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 102 is a strength member that serves as a pressure vessel when the tire 100 is filled with air. The carcass 102 supports a load by its internal pressure and withstands a dynamic load during traveling. The belt 103 is a layer of reinforcing cords in which rubberized cords arranged between the cap tread and the carcass 102 are bundled. In the case of a bias tire, it is called a breaker. In the radial tire, the belt 103 plays an important role as a shape maintaining and strength member.

ベルト103の接地面側には、ベルトカバー104が配置されている。ベルトカバー104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103の保護層としての役割や、ベルト103の補強層としての役割を持つ。ビードコア105は、内圧によってカーカス102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105は、カーカス102、ベルト103、ベルトカバー104及びトレッドとともに、タイヤ100の強度部材となる。   A belt cover 104 is disposed on the ground surface side of the belt 103. The belt cover 104 is formed, for example, by arranging organic fiber materials in layers, and has a role as a protective layer for the belt 103 and a role as a reinforcing layer for the belt 103. The bead core 105 is a bundle of steel wires that supports the cord tension generated in the carcass 102 due to internal pressure. The bead core 105 becomes a strength member of the tire 100 together with the carcass 102, the belt 103, the belt cover 104, and the tread.

キャップトレッド106の接地面109側には、溝107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、タイヤ100の側部はサイドウォール108と呼ばれており、ビードコア105とキャップトレッド106との間を接続する。また、キャップトレッド106とサイドウォール108との間はショルダー部Shである。次に、本実施形態に係るタイヤの性能予測方法を実行する装置について説明する。   A groove 107 is formed on the ground surface 109 side of the cap tread 106. This improves drainage during rainy weather. Further, a side portion of the tire 100 is called a sidewall 108 and connects between the bead core 105 and the cap tread 106. Further, the shoulder portion Sh is between the cap tread 106 and the sidewall 108. Next, an apparatus for executing the tire performance prediction method according to the present embodiment will be described.

図2は、実施形態1に係るタイヤ性能予測装置の構成を示す説明図である。図2に示すタイヤ性能予測装置50が本実施形態に係るタイヤの性能予測方法を実行する。タイヤ性能予測装置50は、処理部50pと記憶部50mとを備えて構成される。処理部50pと記憶部50mとは、入出力部(I/O)59を介して接続してある。処理部50pは、モデル作成部51と、解析部52とを含んで構成される。これらが本実施形態に係るタイヤの性能予測方法を実行する。モデル作成部51と、解析部52とは入出力部59に接続されており、相互にデータをやり取りできるように構成されている。   FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of the tire performance prediction apparatus according to the first embodiment. The tire performance prediction apparatus 50 shown in FIG. 2 executes the tire performance prediction method according to the present embodiment. The tire performance prediction device 50 includes a processing unit 50p and a storage unit 50m. The processing unit 50p and the storage unit 50m are connected via an input / output unit (I / O) 59. The processing unit 50p includes a model creation unit 51 and an analysis unit 52. These execute the tire performance prediction method according to the present embodiment. The model creation unit 51 and the analysis unit 52 are connected to an input / output unit 59 and configured to exchange data with each other.

また、入出力部59には、端末装置60が接続されている。入出力部59は、本実施形態に係るタイヤの性能予測方法を実行するために必要なデータ、例えば、タイヤ100を構成するゴムの物性値や繊維材料の物性値、あるいは転動解析や変形解析等における境界条件や走行条件等を、端末装置60に接続された入力装置61によってタイヤ性能予測装置50へ与える。また、端末装置60は、タイヤ性能予測装置50からタイヤ性能の予測データを受け取る。この予測データは、端末装置60に接続された表示装置62に表示される。さらに、入出力部59には、ネットワーク63を介して、各種データサーバー641、642等が接続されている。そして、本実施形態に係るタイヤの性能予測方法を実行するにあたっては、処理部50pが各種データサーバー641、642等内に格納されている各種データベースを利用できるように構成されている。 A terminal device 60 is connected to the input / output unit 59. The input / output unit 59 is data necessary for executing the tire performance prediction method according to the present embodiment, for example, the physical property value of rubber constituting the tire 100, the physical property value of the fiber material, or rolling analysis or deformation analysis. , Etc., are given to the tire performance prediction device 50 by the input device 61 connected to the terminal device 60. Further, the terminal device 60 receives tire performance prediction data from the tire performance prediction device 50. This prediction data is displayed on the display device 62 connected to the terminal device 60. Furthermore, various data servers 64 1 , 64 2, etc. are connected to the input / output unit 59 via the network 63. In executing the tire performance prediction method according to this embodiment, the processing unit 50p is configured to be able to use various databases stored in the various data servers 64 1 , 64 2 and the like.

記憶部50mには、後述する本実施形態に係るタイヤの性能予測方法の処理手順を含むコンピュータプログラムや、各種データサーバー641、642等から取得した、材料物性等のデータが格納されている。なお、材料物性等のデータは、タイヤの性能予測をする際に用いられる。ここで、記憶部50mは、RAM(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成できる。また、処理部50pは、メモリ及びCPU(Central Processing Unit)により構成できる。なお、記憶部50mは、処理部50pに内蔵されるものであっても、他の装置(例えばデータベースサーバ)内にあってもよい。このように、上記タイヤ性能予測装置50は、通信により端末装置60から処理部50pや記憶部50mにアクセスするものであってもよい。 The storage unit 50m stores a computer program including a processing procedure of a tire performance prediction method according to the present embodiment, which will be described later, and data such as material properties acquired from various data servers 64 1 , 64 2 and the like. . The data such as material properties are used when the performance of the tire is predicted. Here, the storage unit 50m can be configured by a volatile memory such as a RAM (Random Access Memory), a nonvolatile memory such as a flash memory, or a combination thereof. The processing unit 50p can be configured by a memory and a CPU (Central Processing Unit). The storage unit 50m may be built in the processing unit 50p or may be in another device (for example, a database server). Thus, the tire performance prediction device 50 may access the processing unit 50p and the storage unit 50m from the terminal device 60 by communication.

上記コンピュータプログラムは、処理部50pが備えるモデル作成部51や解析部52へ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、本実施形態に係るタイヤの性能予測方法の処理手順を実現できるものであってもよい。また、このタイヤ性能予測装置50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を用いて、処理部50pが備えるモデル作成部51、解析部52の機能を実現するものであってもよい。次に、本実施形態に係るタイヤの性能予測方法を実現する手順を説明する。   The computer program can realize the processing procedure of the tire performance prediction method according to the present embodiment by combining with the computer program already recorded in the model creation unit 51 and the analysis unit 52 provided in the processing unit 50p. May be. Further, the tire performance prediction device 50 may realize the functions of the model creation unit 51 and the analysis unit 52 included in the processing unit 50p using dedicated hardware instead of the computer program. Next, a procedure for realizing the tire performance prediction method according to the present embodiment will be described.

図3は、実施形態1に係るタイヤの性能予測方法の手順を示すフローチャートである。図4は、タイヤモデルを示す斜視図である。図5は、ホイールモデルを示す斜視図である。図6〜図10は、実施形態1に係るタイヤの性能予測方法を説明するための図である。図11は、実施形態1に係るタイヤの性能予測方法においてタイヤの性能を予測している状態を示す模式図である。本実施形態に係るタイヤの性能予測方法は、上述したタイヤ性能予測装置50が、本実施形態に係るタイヤの性能予測方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムを実行することにより実現される。次の説明では、性能を評価するタイヤと組み合わされる構造体として、ホイールのリムを例とするが、性能を評価するタイヤと組み合わされる構造体はこれに限定されるものではない。例えば、タイヤの変形を計測するための各種センサ類等を、性能が評価されるタイヤと組み合わされる構造体としてもよい。   FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure of the tire performance prediction method according to the first embodiment. FIG. 4 is a perspective view showing a tire model. FIG. 5 is a perspective view showing a wheel model. 6-10 is a figure for demonstrating the performance prediction method of the tire which concerns on Embodiment 1. FIG. FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a state in which tire performance is predicted in the tire performance prediction method according to the first embodiment. The tire performance prediction method according to the present embodiment is realized by the above-described tire performance prediction device 50 executing a computer program that causes a computer to execute the tire performance prediction method according to the present embodiment. In the following description, a wheel rim is taken as an example of a structure combined with a tire whose performance is to be evaluated, but the structure combined with a tire whose performance is to be evaluated is not limited thereto. For example, various sensors for measuring the deformation of the tire may be a structure combined with a tire whose performance is evaluated.

本実施形態に係るタイヤの性能予測方法を実行するにあたり、ステップS101において、図2に示すタイヤ性能予測装置50のモデル作成部51は、性能を評価するタイヤのタイヤモデルを作成し、また、性能を評価するタイヤが組み合わされるリムのリムモデルを作成する。ステップS101が、第1モデル作成手順に相当する。タイヤモデル及びリムモデルは、いずれもコンピュータで解析可能なモデル(解析モデル)である。   In executing the tire performance prediction method according to the present embodiment, in step S101, the model creation unit 51 of the tire performance prediction device 50 shown in FIG. 2 creates a tire model of a tire to be evaluated for performance. Create a rim model of a rim that combines tires that evaluate Step S101 corresponds to a first model creation procedure. The tire model and the rim model are both models (analysis models) that can be analyzed by a computer.

タイヤモデル及びリムモデルは、有限要素法や有限差分法等の数値解析手法を用いて、転動解析や変形解析等を行うために用いるモデルで、コンピュータで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。本実施形態では、作成されたタイヤモデルを用いた転動シミュレーション等に用いる解析手法として、有限要素法(Finite Element Method:FEM)を使用する。なお、本実施形態に係るタイヤの性能予測方法に適用できる解析手法は有限要素法に限られず、境界要素法(Boundary Element Method:BEM)、有限差分法(Finite Difference Method:FDM)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。   A tire model and a rim model are models used for performing rolling analysis and deformation analysis using numerical analysis methods such as a finite element method and a finite difference method, and are models that can be analyzed by a computer. Includes mathematical discretization model. In the present embodiment, a finite element method (FEM) is used as an analysis method used for a rolling simulation using the created tire model. The analysis method applicable to the tire performance prediction method according to the present embodiment is not limited to the finite element method, and a boundary element method (BEM), a finite difference method (FDM), 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.

例えば、有限要素法を使用する場合、図4に示すように、有限要素法に基づき、性能を評価するタイヤを有限個の微小要素11、12、1n等に分割する。これにより、タイヤモデル1を作成する。また、図5に示すように、有限要素法に基づき、性能を評価するタイヤと組み合わせるホイールのリムを有限個の微小要素4A1、4A2、4An、4B1、4B2、4Bn等に分割する。これにより、リムモデル4を作成する。なお、リムはホイールの回転軸と平行な方向に対して一対存在するので、リムモデル4は、一対のリム4A、4Bで構成される。また、図5には、リムモデル4及びホイールモデル全体を示している。 For example, when the finite element method is used, as shown in FIG. 4, the tire whose performance is evaluated is divided into a finite number of minute elements 1 1 , 1 2 , 1 n and the like based on the finite element method. Thereby, the tire model 1 is created. Further, as shown in FIG. 5, based on the finite element method, a wheel rim combined with a tire whose performance is to be evaluated is changed into a finite number of microelements 4A 1 , 4A 2 , 4A n , 4B 1 , 4B 2 , 4B n , To divide. Thereby, the rim model 4 is created. Since a pair of rims exist in a direction parallel to the rotation axis of the wheel, the rim model 4 includes a pair of rims 4A and 4B. FIG. 5 shows the rim model 4 and the entire wheel model.

本実施形態では、ホイール全体を解析モデル化して、リムモデル4が含まれるようにしているが、必ずしもホイール全体を解析モデル化する必要はなく、リム4A、4Bの部分のみを解析モデル化することにより、リムモデル4を作成してもよい。さらに、リムモデル4は、少なくともタイヤモデル1のビード部を覆う範囲が、例えば有限要素法等に基づいて解析モデル化されていればよく、リム全体を解析モデル化する必要はない。   In the present embodiment, the entire wheel is analytically modeled so that the rim model 4 is included. However, the entire wheel does not necessarily need to be analytically modeled, and only the portions of the rims 4A and 4B are analytically modeled. The rim model 4 may be created. Furthermore, the rim model 4 only needs to be analytically modeled based on, for example, the finite element method or the like, at least the range covering the bead portion of the tire model 1, and the entire rim need not be analytically modeled.

リムモデル4は、全体を変形体として構成することができる。すなわち、リムモデル4の全体にわたってリム4A、4Bの弾性率や変形等を考慮してリムモデル4を構成することができる。また、リムモデル4を変形体としてではなく剛体としてモデル化してもよい。これによって、リムモデル4の弾性率や、分割する微小要素の大きさを考慮する必要はない。その結果、Courant条件における時間増分値の減少を抑制できるので、計算時間の増加を抑制することができる。   The rim model 4 can be configured as a deformed body as a whole. That is, the rim model 4 can be configured in consideration of the elastic modulus and deformation of the rims 4A and 4B throughout the rim model 4. Further, the rim model 4 may be modeled as a rigid body instead of a deformable body. Thus, it is not necessary to consider the elastic modulus of the rim model 4 and the size of the minute elements to be divided. As a result, a decrease in the time increment value under the Courant condition can be suppressed, so that an increase in calculation time can be suppressed.

タイヤモデル1やリムモデル4を構成する微小要素は、例えば2次元モデルにおいては四辺形要素、3次元モデルにおいて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等、コンピュータで用いう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微小要素は、解析の過程においては、2次元モデルにおいては2次元座標を用いて、3次元のモデルにおいては3次元座標を用いて逐一特定される。   The minute elements constituting the tire model 1 and the rim model 4 are, for example, a quadrilateral element in a two-dimensional model, a solid element such as a tetrahedral solid element, a pentahedral solid element, a hexahedral solid element in a three-dimensional model, or a triangular shell element. It is desirable to use an element that can be used by a computer, such as a shell element such as a square shell element. In the process of analysis, the microelements divided in this way are identified one by one using a two-dimensional coordinate in a two-dimensional model and using a three-dimensional coordinate in a three-dimensional model.

モデル作成部51は、ステップS101で作成されたタイヤモデル1を第1タイヤモデルとし、リムモデル4を第1リムモデル4(第1構造体モデル)として、記憶部50mに保存する。次に、ステップS102へ進み、モデル作成部51は、記憶部50mから第1タイヤモデル1と第1リムモデル4を読み出して、第1タイヤモデル1と第1リムモデル4とを組み合わせる。ステップS102が、モデル組み合わせ手順に相当する。まず、図6に示すように、モデル作成部51は、ホイールの正規のリム幅J1よりも、第1リムモデル4のリム4A、4Bのリム幅を広く(リム幅J2)設定する。   The model creation unit 51 stores the tire model 1 created in step S101 as the first tire model and the rim model 4 as the first rim model 4 (first structure model) in the storage unit 50m. Next, it progresses to step S102, and the model preparation part 51 reads the 1st tire model 1 and the 1st rim model 4 from the memory | storage part 50m, and combines the 1st tire model 1 and the 1st rim model 4. FIG. Step S102 corresponds to a model combination procedure. First, as shown in FIG. 6, the model creation unit 51 sets the rim widths of the rims 4A and 4B of the first rim model 4 to be wider (rim width J2) than the regular rim width J1 of the wheel.

ここで、リム幅とは、ホイールの両リムの内側における両リム間の最大幅をいう。また、ビード部の幅とは、タイヤの両ビード部がリムと組み合わされる部分における最大幅をいう。本実施形態に係るタイヤの性能予測方法では、第1タイヤモデル1を第1リムモデル4に装着する前後において第1リムモデル4のリム幅を変化させるので、この間においてリム幅及びビード幅は変化する。   Here, the rim width refers to the maximum width between both rims inside the rims of the wheel. Further, the width of the bead portion refers to the maximum width at a portion where both bead portions of the tire are combined with the rim. In the tire performance prediction method according to the present embodiment, the rim width of the first rim model 4 is changed before and after the first tire model 1 is mounted on the first rim model 4, so that the rim width and bead width change during this time.

第1タイヤモデル1と第1リムモデル4とを組み合わせる前に、ステップS101で作成した第1リムモデル4の両方のリム4A、4Bは、少なくとも第1タイヤモデル1の幅方向(回転軸であるY軸と平行な方向)における並進自由度を、他の方向における自由度に対して独立させる。ここで、Y軸は第1タイヤモデル1及び第1リムモデル4の回転軸であり、X軸はY軸と直交する軸であり、Z軸はY軸とX軸とに直交する軸である。   Before combining the first tire model 1 and the first rim model 4, both rims 4A and 4B of the first rim model 4 created in step S101 are at least in the width direction of the first tire model 1 (the Y axis that is the rotation axis). Translational degree of freedom in the direction parallel to the direction of the other direction. Here, the Y axis is a rotation axis of the first tire model 1 and the first rim model 4, the X axis is an axis orthogonal to the Y axis, and the Z axis is an axis orthogonal to the Y axis and the X axis.

第1タイヤモデル1と第1リムモデル4とを組み合わせる場合、モデル作成部51は、第1リムモデル4の回転軸と第1タイヤモデル1の回転軸とを一致させて、第1リムモデル4の両方のリム4A、4Bを、第1リムモデル4の回転軸と平行な方向に、かつリム4A、4Bが互いに接近するように移動させる。これによって、図7に示すように、第1リムモデル4のリム幅がJ2から正規のリム幅J1へ狭められ、第1タイヤモデル1のビード部2がリム4A、4Bへ嵌め合わされて、第1タイヤモデル1とリムモデル4とが組み合わされる。このとき、第1タイヤモデル1のビード部の幅W2がW1へ狭まり(図6、図7参照)、正規のリム幅J1に対するビード部の幅となる。第1タイヤモデル1とリムモデル4とが組み合わされたら、モデル作成部51は、第1タイヤモデル1と第1リムモデル4とを組み合わせたモデルを記憶部50mに保存する。 When combining the first tire model 1 and the first rim model 4, the model creation unit 51 matches both the rotation axis of the first rim model 4 and the rotation axis of the first tire model 1 to match both of the first rim model 4 and the first rim model 4. The rims 4A and 4B are moved in a direction parallel to the rotation axis of the first rim model 4 so that the rims 4A and 4B approach each other. As a result, as shown in FIG. 7, the rim width of the first rim model 4 is reduced from J2 to the regular rim width J1, and the bead portion 2 of the first tire model 1 is fitted to the rims 4A and 4B. The tire model 1 and the rim model 4 are combined. At this time, the width W 2 of the bead portion of the first tire model 1 is narrowed to W 1 (see FIGS. 6 and 7), and becomes the width of the bead portion with respect to the regular rim width J1. When the first tire model 1 and the rim model 4 are combined, the model creation unit 51 stores a model in which the first tire model 1 and the first rim model 4 are combined in the storage unit 50m.

次に、ステップS103へ進む。ステップS103において、モデル作成部51は、記憶部50mから第1タイヤモデル1と第1リムモデル4とを組み合わせたモデルを読み出して、第1タイヤモデル1に内圧を負荷する。ステップS103が内圧負荷手順に相当する。タイヤの諸性能を評価する際には、タイヤに内圧を負荷する必要があるからである。なお、内圧は、第1リムモデル4のリム幅を正規のリム幅J1へ狭めるときに負荷してもよい。これにより、第1タイヤモデル1と第1リムモデル4とを組み合わせながら第1タイヤモデル1に内圧を負荷させることができるので、その分計算時間を短縮することができる。   Next, the process proceeds to step S103. In step S103, the model creation unit 51 reads a model in which the first tire model 1 and the first rim model 4 are combined from the storage unit 50m, and applies an internal pressure to the first tire model 1. Step S103 corresponds to an internal pressure loading procedure. This is because it is necessary to apply an internal pressure to the tire when evaluating various performances of the tire. The internal pressure may be applied when the rim width of the first rim model 4 is reduced to the normal rim width J1. Thereby, the internal pressure can be applied to the first tire model 1 while combining the first tire model 1 and the first rim model 4, so that the calculation time can be shortened accordingly.

次に、ステップS104へ進み、モデル作成部51は、記憶部50mから第1タイヤモデル1及び第1リムモデル4を読み出して、第1リムモデル4に接触している第1タイヤモデル1の節点を、相対変位が生じないように拘束し、その状態の第1タイヤモデル1及び第1リムモデル4を記憶部50mに保存する。ステップS104が拘束手順に相当する。図9に示す例では、第1リムモデル4のリム4Aに第1タイヤモデル1の節点N1〜N7が接触しており、節点N0は接触していない。したがって、ステップS104においては、第1リムモデル4のリム4Aに接触する第1タイヤモデル1の節点(リム接触節点)N1〜N7を拘束して、相対変位が生じないようにする。このように、節点N1〜N7を拘束することにより、例えば、第1タイヤモデル1を転動させたときには、回転軸であるY軸とそれぞれの節点N1〜N7との距離は一定に維持される。   Next, it progresses to step S104, and the model preparation part 51 reads the 1st tire model 1 and the 1st rim model 4 from the memory | storage part 50m, and the node of the 1st tire model 1 which is contacting the 1st rim model 4 is read. The first tire model 1 and the first rim model 4 in the state are constrained so as not to cause relative displacement, and the first tire model 1 and the first rim model 4 in that state are stored in the storage unit 50m. Step S104 corresponds to a restraint procedure. In the example shown in FIG. 9, the nodes N1 to N7 of the first tire model 1 are in contact with the rim 4A of the first rim model 4, and the node N0 is not in contact. Accordingly, in step S104, the nodes (rim contact nodes) N1 to N7 of the first tire model 1 that are in contact with the rim 4A of the first rim model 4 are restrained so that no relative displacement occurs. In this way, by restraining the nodes N1 to N7, for example, when the first tire model 1 is rolled, the distance between the Y axis that is the rotation axis and the nodes N1 to N7 is maintained constant. .

また、ステップS104において、モデル作成部51は、第1タイヤモデル1の回転軸であるY軸上の節点であって、第1タイヤモデル1の赤道面CC上に存在する節点である回転軸中心節点Nycも、相対変位が生じないように拘束する(図8参照)。このように、回転軸中心節点Nycとリム接触節点N1〜N7とを相対変位が生じないように拘束することにより、次のステップS105で第1タイヤモデル1と第1リムモデル4との接触を解除しても、あたかもホイール及びリムが存在する状態となる。これによって、転動解析や変形解析等を実行した場合、両者の相対的な位置関係が保持される。また、回転軸中心節点Nycに、少なくともリムモデル4(評価対象のタイヤと組み合わされるリム)の質量と慣性モーメントとの少なくとも一方を設定してもよい。このようにすれば、リムの質量あるいは慣性モーメントを考慮した解析を実行できる。   In step S104, the model creation unit 51 is a node on the Y axis that is the rotation axis of the first tire model 1 and is a node that exists on the equator plane CC of the first tire model 1. The node Nyc is also constrained so that relative displacement does not occur (see FIG. 8). In this way, by constraining the rotation axis center node Nyc and the rim contact nodes N1 to N7 so as not to cause relative displacement, the contact between the first tire model 1 and the first rim model 4 is released in the next step S105. Even so, the wheel and rim are present. Accordingly, when a rolling analysis, a deformation analysis, or the like is executed, the relative positional relationship between the two is maintained. Further, at least one of the mass and the moment of inertia of at least the rim model 4 (the rim combined with the evaluation target tire) may be set at the rotation axis center node Nyc. By doing so, it is possible to execute an analysis in consideration of the mass of the rim or the moment of inertia.

次に、ステップS105へ進み、モデル作成部51は、第1リムモデル4及び所定の節点が拘束された第1タイヤモデル1を記憶部50mから読み出して、第1タイヤモデル1と第1リムモデル4との接触を解除し、解除後の第1タイヤモデル1を第2タイヤモデル1Sとする。ステップS105が、第2モデル作成手順に相当する。より具体的には、拘束した節点N1〜N7と第1リムモデル4との接触の定義を解除する。これによって、第1タイヤモデル1を第1リムモデル4から独立して取り扱うことができるので、タイヤの性能予測での転動解析や変形解析においては、第1タイヤモデル1を単独で用いて解析が実行される。モデル作成部51は、接触を解除した後の第1タイヤモデル1を第2タイヤモデル1Sとして記憶部50mに格納する。   Next, it progresses to step S105, and the model preparation part 51 reads the 1st tire model 1 and the 1st rim model 4 which read the 1st rim model 4 and the 1st tire model 1 with which the predetermined node was restrained from the memory | storage part 50m. The first tire model 1 after the release is referred to as a second tire model 1S. Step S105 corresponds to a second model creation procedure. More specifically, the definition of contact between the constrained nodes N1 to N7 and the first rim model 4 is canceled. As a result, the first tire model 1 can be handled independently from the first rim model 4, and therefore, in the rolling analysis and deformation analysis in the tire performance prediction, the first tire model 1 is used alone for analysis. Executed. The model creation unit 51 stores the first tire model 1 after the contact is released in the storage unit 50m as the second tire model 1S.

ここで、第2モデル作成手順においては、拘束手順で拘束した節点、すなわちリム接触節点N1〜N7以外の節点に対して、第1リムモデル4との接触を考慮してもよい。例えば、図9、図10に示す例では、節点N0がリム接触節点N1〜N7以外の節点に相当する。節点N0は、第1リムモデル4のリム4Aの近傍に存在する節点であり、後述する性能予測手順においては、第1リムモデル4のリム4Aと接触する可能性がある。このため、リム接触節点N1〜N7以外の節点、特に第1リムモデル4と接触する可能性のある節点については、第1リムモデル4との接触を定義しておく。これによって、タイヤの性能の予測精度低下をより効果的に抑制できる。   Here, in the second model creation procedure, contact with the first rim model 4 may be taken into consideration for the nodes constrained by the constraining procedure, that is, the nodes other than the rim contact nodes N1 to N7. For example, in the example shown in FIGS. 9 and 10, the node N0 corresponds to a node other than the rim contact nodes N1 to N7. The node N0 is a node existing in the vicinity of the rim 4A of the first rim model 4 and may contact the rim 4A of the first rim model 4 in the performance prediction procedure described later. For this reason, contact with the first rim model 4 is defined for nodes other than the rim contact nodes N1 to N7, particularly nodes that may contact the first rim model 4. Thereby, it is possible to more effectively suppress a decrease in prediction accuracy of tire performance.

次に、ステップS106へ進み、タイヤ性能予測装置50が備える解析部52は、ステップS105で得られた第2タイヤモデル1Sに基づいて転動解析や変形解析等を実行してタイヤの性能を予測する。ステップS106が、性能予測手順に相当する。タイヤの性能を予測する際に用いるタイヤモデルは、3次元の解析モデルである。ステップS105で得られる第2タイヤモデル1Sは、2次元の解析モデルなので、モデル作成部51は、第2タイヤモデル1Sをその回転軸であるY軸の周りに360度展開して、3次元のタイヤモデルを作成する。この3次元のタイヤモデルを、評価用タイヤモデル1Eという(図11参照)。そして、例えば、図11に示すように、予め作成した路面モデルRMに評価用タイヤモデル1Eを接地させて転動解析や変形解析が実行される。   Next, it progresses to step S106, and the analysis part 52 with which the tire performance prediction apparatus 50 is equipped performs a rolling analysis, a deformation | transformation analysis, etc. based on the 2nd tire model 1S obtained by step S105, and predicts a tire performance. To do. Step S106 corresponds to a performance prediction procedure. The tire model used for predicting the performance of the tire is a three-dimensional analysis model. Since the second tire model 1S obtained in step S105 is a two-dimensional analysis model, the model creation unit 51 expands the second tire model 1S around the Y axis, which is the rotation axis, by 360 degrees, and thereby obtains a three-dimensional model. Create a tire model. This three-dimensional tire model is referred to as an evaluation tire model 1E (see FIG. 11). Then, for example, as shown in FIG. 11, the evaluation tire model 1E is brought into contact with a road surface model RM created in advance, and rolling analysis and deformation analysis are executed.

ステップS106で、解析部52は、評価用タイヤモデル1Eを用いて、所定の荷重、速度、スリップ角、キャンバー角、スリップ率、横力、前後力、その他の評価条件の下で転動解析等によるタイヤの性能シミュレーションを実行し、タイヤの性能を予測する。予測するタイヤの性能には、例えば、制動性能やウェット路面における走行性能、あるいはコーナーリング性能等、タイヤの動的シミュレーションによって取り扱うことのできる諸性能が含まれる。本実施形態において、解析部52は、予め定めた荷重と境界条件との組み合わせの数(1以上)に至るまで転動解析等によるタイヤの性能シミュレーションを繰り返し実行して、物理量を取得し、記憶部50mに格納する。そして、取得された物理量を用いてタイヤの性能が評価される。   In step S106, the analysis unit 52 uses the evaluation tire model 1E to perform rolling analysis under a predetermined load, speed, slip angle, camber angle, slip ratio, lateral force, longitudinal force, and other evaluation conditions. Execute tire performance simulation by, and predict tire performance. The predicted tire performance includes various performances that can be handled by dynamic simulation of the tire, such as braking performance, running performance on a wet road surface, cornering performance, and the like. In the present embodiment, the analysis unit 52 repeatedly executes tire performance simulations by rolling analysis or the like until the number of combinations (1 or more) of predetermined loads and boundary conditions is reached, acquires physical quantities, and stores them. Stored in the unit 50m. And the performance of a tire is evaluated using the acquired physical quantity.

ここで、ステップS106で実行されるタイヤの性能シミュレーションにおいて、第1リムモデル4は使用されず、第2タイヤモデル1Sから作成された評価用タイヤモデル1Eが単独で用いられる。これによって、タイヤの性能シミュレーションにおける解析では、タイヤモデルとリムモデルとの接触を考慮する必要がなくなるので、その分計算に要する時間を短縮できる。また、本実施形態では、リムモデルと接触していたタイヤモデルの節点は、相対変位が生じないように拘束されるので、タイヤの性能シミュレーションに用いる評価用タイヤモデル1Eのビード部の精度(形状や寸法等の精度)が確保されて、解析の精度低下を抑制できる。その結果、本実施形態に係るタイヤの性能予測方法では、計算に要する時間を短縮しつつ、タイヤ性能の予測精度の低下を抑制できる。特に、複数のタイヤの性能を評価する場合、計算に要する時間を大幅に短縮できるので、タイヤの研究開発の効率が向上する。   Here, in the tire performance simulation executed in step S106, the first rim model 4 is not used, and the evaluation tire model 1E created from the second tire model 1S is used alone. This eliminates the need to consider the contact between the tire model and the rim model in the analysis in the tire performance simulation, thereby reducing the time required for the calculation. In the present embodiment, since the nodes of the tire model that have been in contact with the rim model are constrained so as not to cause relative displacement, the accuracy (shape and shape) of the bead portion of the evaluation tire model 1E used for tire performance simulation is limited. (Accuracy of dimensions, etc.) is ensured, and a decrease in the accuracy of analysis can be suppressed. As a result, in the tire performance prediction method according to the present embodiment, it is possible to suppress a decrease in the prediction accuracy of the tire performance while reducing the time required for the calculation. In particular, when evaluating the performance of a plurality of tires, the time required for calculation can be greatly shortened, so that the efficiency of tire research and development is improved.

(実施形態2)
実施形態2は、実施形態1と同様であるが、内圧負荷手順の後に、第1構造体モデル(第1リムモデル)に接触している第1タイヤモデルの節点の変位を抽出する変位抽出手順と、第1構造体モデルに組み合わせる前における第1タイヤモデルの、変位を抽出した節点に、抽出した変位を強制変位として付与する変位付与手順とを実行する点が異なる。また、拘束手順においては、強制変位を付与した後の節点を、相対変位が生じないように拘束する点が異なり、第2モデル作成手順においては、拘束後の前記第1タイヤモデルに内圧を負荷して、第2タイヤモデルとする点が異なる。他の構成は、実施形態1と同様である。
(Embodiment 2)
The second embodiment is the same as the first embodiment, but after the internal pressure loading procedure, a displacement extraction procedure for extracting the displacement of the node of the first tire model that is in contact with the first structure model (first rim model); The difference is that a displacement applying procedure for applying the extracted displacement as a forced displacement to the node where the displacement is extracted of the first tire model before being combined with the first structure model is different. The restraint procedure is different in that the node after applying the forced displacement is restrained so that relative displacement does not occur. In the second model creation procedure, internal pressure is applied to the first tire model after restraint. The second tire model is different. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

図12は、実施形態2に係るタイヤの性能予測方法の手順を示すフローチャートである。図13、図14は、実施形態2に係るタイヤの性能予測方法を説明するための図である。本実施形態に係るタイヤの性能予測方法のステップS201、ステップS202、ステップS203は、それぞれ第1モデル作成手順、モデル組み合わせ手順、内圧負荷手順であり、実施形態1のステップS101、ステップS102、ステップS103と同様なので、説明を省略する。   FIG. 12 is a flowchart illustrating a procedure of a tire performance prediction method according to the second embodiment. FIGS. 13 and 14 are diagrams for explaining a tire performance prediction method according to the second embodiment. Step S201, step S202, and step S203 of the tire performance prediction method according to the present embodiment are a first model creation procedure, a model combination procedure, and an internal pressure load procedure, respectively, and steps S101, S102, and S103 of the first embodiment. Since it is the same as that, the description is omitted.

ステップS204において、モデル作成部51は、第1構造体モデルである第1リムモデル4に接触している第1タイヤモデル1の節点の変位を抽出する。ステップS204が変位抽出手順に相当する。例えば、図9に示すように、リム接触節点N1〜N7が、第1リムモデル4のリム4Aに接触する節点である。第1タイヤモデル1は、第1リムモデル4と組み合わされ、かつ内圧が負荷されているので、第1リムモデル4と組み合わされる前と比較してビード部の幅が変化している。   In step S204, the model creation unit 51 extracts the displacement of the node of the first tire model 1 that is in contact with the first rim model 4 that is the first structure model. Step S204 corresponds to a displacement extraction procedure. For example, as shown in FIG. 9, the rim contact nodes N <b> 1 to N <b> 7 are nodes that contact the rim 4 </ b> A of the first rim model 4. Since the first tire model 1 is combined with the first rim model 4 and is loaded with internal pressure, the width of the bead portion is changed as compared with that before the first tire model 1 is combined with the first rim model 4.

リム接触節点N1〜N7の変位は、第1タイヤモデル1が第1リムモデル4と組み合わされる前におけるリム接触節点N1〜N7の位置(組み合わせ前位置)と、第1タイヤモデル1を第1リムモデル4に組み合わせて内圧を負荷した後におけるリム接触節点N1〜N7の位置(組み合わせ後位置)との差となる。モデル作成部51は、それぞれのリム接触節点N1〜N7に対して、組み合わせ前位置と組み合わせ後位置とを記憶部50mに格納しておき、リム接触節点N1〜N7の変位を求める場合には、記憶部50mから組み合わせ前位置と組み合わせ後位置とを読み出して両者の差を求め、これをリム接触節点N1〜N7の変位として記憶部50mに格納する。   The displacement of the rim contact nodes N1 to N7 includes the positions of the rim contact nodes N1 to N7 (the position before the combination) before the first tire model 1 is combined with the first rim model 4, and the first tire model 1 to the first rim model 4. And the position of the rim contact nodes N1 to N7 (post-combination position) after the internal pressure is applied in combination. For the rim contact nodes N1 to N7, the model creation unit 51 stores the pre-combination position and the post-combination position in the storage unit 50m, and calculates the displacement of the rim contact nodes N1 to N7. The pre-combination position and the post-combination position are read from the storage unit 50m, the difference between the two is obtained, and this difference is stored in the storage unit 50m as the displacement of the rim contact nodes N1 to N7.

次に、ステップS205に進み、モデル作成部51は、第1リムモデル4に組み合わせる前における第1タイヤモデル1の、ステップS204において変位が抽出された節点(リム接触節点N1〜N7)に、ステップS204で抽出された変位を強制変位ΔLとして付与する。ステップS205が、変位付与手順に相当する。この場合、モデル作成部51は、記憶部50mに格納されているリム接触節点N1〜N7のそれぞれの変位を読み出して、これらを強制変位ΔLとして対応するリム接触節点N1〜N7に付与する。これによって、図13に示す第1タイヤモデル1のビード部2は、第1タイヤモデル1の回転軸であるY軸と平行な方向に、かつ両方のビード部2が接近するように移動する。そして、強制変位ΔLを付与した後における第1タイヤモデル1は、図14に示すように、ビード部2が第1リムモデル4と組み合わされ、かつ内圧が付与された位置まで移動する。   Next, it progresses to step S205 and the model preparation part 51 carries out step S204 to the node (rim | limb contact nodes N1-N7) from which the displacement was extracted in step S204 of the 1st tire model 1 before combining with the 1st rim model 4. The displacement extracted in (1) is given as the forced displacement ΔL. Step S205 corresponds to a displacement applying procedure. In this case, the model creation unit 51 reads out the displacements of the rim contact nodes N1 to N7 stored in the storage unit 50m, and applies them to the corresponding rim contact nodes N1 to N7 as the forced displacement ΔL. Accordingly, the bead portion 2 of the first tire model 1 shown in FIG. 13 moves in a direction parallel to the Y axis that is the rotation axis of the first tire model 1 and so that both bead portions 2 approach each other. And as shown in FIG. 14, the 1st tire model 1 after giving forced displacement (DELTA) L moves to the position where the bead part 2 was combined with the 1st rim model 4, and the internal pressure was provided.

本実施形態では、リム接触節点N1〜N7の変位を記憶部50mに格納し、保存しておくことで、同じ第1タイヤモデル1を用いて、異なる条件で再度性能を予測する場合には、モデル作成部51が前記変位及び第1タイヤモデル1を記憶部50mから読み出し、強制変位ΔLとして性能を予測する第1タイヤモデル1のリム接触節点に付与すればよい。これによって、第1タイヤモデル1と第1リムモデル4とを組み合わせる手順、すなわち、モデル組み合わせ手順を省略できるので、実施形態1と比較して、その分、計算時間を短縮できる。   In this embodiment, when the displacement of the rim contact nodes N1 to N7 is stored and stored in the storage unit 50m, and the performance is predicted again under different conditions using the same first tire model 1, The model creation unit 51 may read the displacement and the first tire model 1 from the storage unit 50m, and give them to the rim contact nodes of the first tire model 1 that predict the performance as the forced displacement ΔL. As a result, the procedure for combining the first tire model 1 and the first rim model 4, that is, the model combining procedure can be omitted, so that the calculation time can be reduced by that amount compared to the first embodiment.

リム接触節点N1〜N7に強制変位ΔLを付与したら、モデル作成部51は、強制変位ΔLを付与した後の第1タイヤモデル1を記憶部50mに格納する。次に、ステップS206に進み、モデル作成部51は、記憶部50mから強制変位ΔLを付与した後の第1タイヤモデル1を読み出し、読み出した第1タイヤモデル1の強制変位ΔLを付与した後における節点(リム接触節点N1〜N7)を、相対変位が生じないように拘束する。ステップS206が、拘束手順に相当する。例えば、図14に示す例では、第1タイヤモデル1のビード部2のうち、第1リムモデル4のリム4A、4Bに接触しているリム接触節点を拘束して、相対変位が生じないようにする。   When the forced displacement ΔL is applied to the rim contact nodes N1 to N7, the model creation unit 51 stores the first tire model 1 after the applied displacement ΔL is stored in the storage unit 50m. Next, it progresses to step S206, and the model preparation part 51 reads the 1st tire model 1 after giving forced displacement (DELTA) L from the memory | storage part 50m, and after giving the forced displacement (DELTA) L of the read 1st tire model 1 The nodes (rim contact nodes N1 to N7) are constrained so that no relative displacement occurs. Step S206 corresponds to a restraint procedure. For example, in the example shown in FIG. 14, the rim contact nodes in contact with the rims 4 </ b> A and 4 </ b> B of the first rim model 4 in the bead portion 2 of the first tire model 1 are restrained so that relative displacement does not occur. To do.

モデル作成部51は、リム接触節点を拘束した第1タイヤモデル1を記憶部50mに格納したら、ステップS207に進む。ステップS207において、モデル作成部51は、リム接触節点を拘束した後の第1タイヤモデル1に内圧を負荷して第2タイヤモデルとし、これを記憶部50mに格納する。ステップS207が、第2モデル作成手順に相当する。内圧は、ステップS203で付与した内圧の値と同じ大きさである。次に、ステップS208へ進み、解析部52は、ステップS207で得られた第2タイヤモデルに基づいて転動解析や変形解析等を実行してタイヤの性能を予測する。タイヤの性能予測については、実施形態1のステップS106と同様なので、説明を省略する。   When the model creation unit 51 stores the first tire model 1 in which the rim contact nodes are constrained in the storage unit 50m, the model creation unit 51 proceeds to step S207. In step S207, the model creation unit 51 applies an internal pressure to the first tire model 1 after restraining the rim contact nodes to form a second tire model, and stores this in the storage unit 50m. Step S207 corresponds to a second model creation procedure. The internal pressure is the same size as the value of the internal pressure applied in step S203. Next, it progresses to step S208 and the analysis part 52 estimates a tire performance by performing a rolling analysis, a deformation | transformation analysis, etc. based on the 2nd tire model obtained by step S207. Since the tire performance prediction is the same as step S106 of the first embodiment, the description thereof is omitted.

本実施形態に係るタイヤの性能予測方法は、実施形態1に係るタイヤの性能予測方法と比較して、変位抽出手順及び変位付与手順が追加されるので、その分計算時間は増加する。しかし、特許文献2に開示された技術と比較すると、タイヤの性能シミュレーションにおける解析で、タイヤモデルとリムモデルとの接触を考慮する必要はなくなるので、その分計算に要する時間を短縮できる。   Compared with the tire performance prediction method according to the first embodiment, the tire performance prediction method according to the present embodiment adds a displacement extraction procedure and a displacement provision procedure, and therefore the calculation time increases accordingly. However, as compared with the technique disclosed in Patent Document 2, it is not necessary to consider the contact between the tire model and the rim model in the analysis in the tire performance simulation, so that the time required for the calculation can be reduced accordingly.

(評価例)
本発明に係るタイヤの性能予測方法及び比較例に係るタイヤの性能予測方法によりタイヤのコーナーリング性能を評価した。本発明は、実施形態1に係るタイヤの性能予測方法を用いた。比較例1は、特許文献2に開示されている方法、すなわち、タイヤモデルをリムモデルに組み合わせた状態での評価であり、比較例2は、特許文献1に開示されている方法、すなわち、タイヤモデルのビード部をリムの幅に強制変位させて相対変位を拘束した状態での評価である。評価したタイヤは、タイヤサイズが225/50R18で、ロードインデックスが95Wである。また、空気圧は210kPa、荷重は4.6kN、速度は10km/hである。コーナーリングパワー(CP)の評価結果を表1に、計算時間の評価結果を表2に示す。コーナーリングパワー(CP)及び計算時間は、比較例1の結果を100として、解析によって得られた結果を変換した指数表示で示してある。コーナーリングパワー(CP)の評価値が100に近い方ほど計算精度が高いことを示し、計算時間の評価値が小さいほど計算時間は短いことを示す。
(Evaluation example)
The cornering performance of the tire was evaluated by the tire performance prediction method according to the present invention and the tire performance prediction method according to the comparative example. The present invention uses the tire performance prediction method according to the first embodiment. Comparative Example 1 is a method disclosed in Patent Document 2, that is, evaluation in a state where a tire model is combined with a rim model, and Comparative Example 2 is a method disclosed in Patent Document 1, that is, a tire model. This is an evaluation in a state in which the bead portion is forcibly displaced to the width of the rim to restrain the relative displacement. The evaluated tire has a tire size of 225 / 50R18 and a road index of 95W. The air pressure is 210 kPa, the load is 4.6 kN, and the speed is 10 km / h. Table 1 shows the evaluation results of the cornering power (CP), and Table 2 shows the evaluation results of the calculation time. The cornering power (CP) and calculation time are indicated by an index display in which the result obtained by the analysis is converted with the result of Comparative Example 1 being 100. The closer the evaluation value of the cornering power (CP) is to 100, the higher the calculation accuracy, and the smaller the evaluation value of the calculation time, the shorter the calculation time.

Figure 0005572946
Figure 0005572946

Figure 0005572946
Figure 0005572946

表1の結果から分かるように、本発明の評価値は、比較例2よりも100に近いので、比較例2よりも計算精度が高く、比較例1と同程度である。このように、本発明は、十分な計算精度が確保できている。表2の結果から、2次元モデルの作成が完了するまでの計算時間(本発明では、上述した第2タイヤモデルの作成が完了するまでの計算時間)は、本発明が最も長い。本発明は、比較例1の方法に加え、リムモデルに接触しているタイヤモデルの節点を拘束する手順及び拘束した節点のリムモデルとの接触を解除する手順を実行するため、比較例1よりも計算時間を要すると考えられる。   As can be seen from the results in Table 1, the evaluation value of the present invention is closer to 100 than that of Comparative Example 2, so that the calculation accuracy is higher than that of Comparative Example 2 and is comparable to Comparative Example 1. Thus, the present invention can secure sufficient calculation accuracy. From the results in Table 2, the present invention has the longest calculation time until the creation of the two-dimensional model is completed (in the present invention, the calculation time until the above-described second tire model is completed). In addition to the method of Comparative Example 1, the present invention executes a procedure for restraining the nodes of the tire model in contact with the rim model and a procedure for releasing the contact of the restrained nodes with the rim model. It will take time.

一方、2次元モデルから作成した3次元モデル(評価用タイヤモデルに相当する)を用いて、コーナーリングパワー(CP)を求める解析の計算が終了するまでの計算時間は、比較例2が最も短く、本発明は、比較例1の60%程度である。このように、本発明は、比較例1と異なり、タイヤモデルとリムモデルとの接触を考慮しなくてよいので、比較例1に対して、3次元モデルを用いた解析に要する計算時間が大幅に短縮される。   On the other hand, using the three-dimensional model (corresponding to the evaluation tire model) created from the two-dimensional model, the calculation time until the calculation of the analysis for obtaining the cornering power (CP) is completed is the shortest in Comparative Example 2. The present invention is about 60% of Comparative Example 1. Thus, unlike the comparative example 1, the present invention does not need to consider the contact between the tire model and the rim model, so that the calculation time required for the analysis using the three-dimensional model is significantly larger than the comparative example 1. Shortened.

計算時間の合計は、2次元モデルの作成に要した計算時間と、3次元モデルを用いたコーナーリングパワー(CP)を求める解析の計算が終了するまでの計算時間との合計を、指数表示したものである。本発明は、2次元モデルの作成には多少時間を要するが、3次元モデルを用いた解析の終了まで含めた全体の時間に占める2次元モデルの作成時間は少ない。また、本発明は、タイヤモデルとリムモデルとの接触を考慮しなくてよいので、3次元モデルを用いた解析に要する計算時間が短くて済む。これによって、本発明は、比較例1に対して、2次元モデルの作成からタイヤの性能評価のための解析が終了するまでの時間を比較例2と同程度まで短縮できる。このように、本発明は、コンピュータを用いて、構造体に組み合わされたタイヤの性能を予測するにあたって、計算に要する時間を短縮しつつ、タイヤ性能の予測精度の低下を抑制できる。   The total calculation time is an exponential display of the total calculation time required to create the two-dimensional model and the calculation time until the calculation for calculating the cornering power (CP) using the three-dimensional model is completed. It is. In the present invention, it takes a little time to create a two-dimensional model, but the creation time of the two-dimensional model occupies the entire time including the end of the analysis using the three-dimensional model. In addition, since the present invention does not need to consider the contact between the tire model and the rim model, the calculation time required for the analysis using the three-dimensional model can be shortened. Thus, the present invention can shorten the time from the creation of the two-dimensional model to the end of the analysis for the performance evaluation of the tire to the same level as in the comparative example 2 with respect to the comparative example 1. As described above, according to the present invention, when predicting the performance of a tire combined with a structure using a computer, it is possible to suppress a decrease in prediction accuracy of the tire performance while reducing the time required for calculation.

以上のように、本発明に係るタイヤの性能予測方法及びタイヤの性能予測用コンピュータプログラムは、コンピュータを用いてタイヤの性能を予測することに有用である。   As described above, the tire performance prediction method and the tire performance prediction computer program according to the present invention are useful for predicting tire performance using a computer.

タイヤの回転軸を通る子午断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the meridional section which passes along the rotating shaft of a tire. 実施形態1に係るタイヤ性能予測装置の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the tire performance prediction apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るタイヤの性能予測方法の手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a procedure of a tire performance prediction method according to the first embodiment. タイヤモデルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a tire model. ホイールモデルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a wheel model. 実施形態1に係るタイヤの性能予測方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the performance prediction method of the tire which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るタイヤの性能予測方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the performance prediction method of the tire which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るタイヤの性能予測方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the performance prediction method of the tire which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るタイヤの性能予測方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the performance prediction method of the tire which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るタイヤの性能予測方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the performance prediction method of the tire which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係るタイヤの性能予測方法においてタイヤの性能を予測している状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which is estimating the performance of a tire in the tire performance prediction method which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係るタイヤの性能予測方法の手順を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a procedure of a tire performance prediction method according to a second embodiment. 実施形態2に係るタイヤの性能予測方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the performance prediction method of the tire which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態2に係るタイヤの性能予測方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the performance prediction method of the tire which concerns on Embodiment 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 タイヤモデル(第1タイヤモデル)
1E 評価用タイヤモデル
1S 第2タイヤモデル
2 ビード部
4 リムモデル(第1リムモデル)
4A、4B リム
50 タイヤ性能予測装置
50m 記憶部
50p 処理部
51 モデル作成部
52 解析部
100 タイヤ
1 tire model (first tire model)
1E Tire model for evaluation 1S 2nd tire model 2 Bead part 4 Rim model (1st rim model)
4A, 4B Rim 50 Tire performance prediction device 50m Storage unit 50p Processing unit 51 Model creation unit 52 Analysis unit 100 Tire

Claims (10)

タイヤと、当該タイヤと組み合わされる構造体とを、複数の節点で構成される複数の微小要素に分割して、コンピュータで解析可能な第1タイヤモデル及び第1構造体モデルを作成する第1モデル作成手順と、
前記第1タイヤモデルと前記第1構造体モデルとを組み合わせるモデル組み合わせ手順と、
前記第1タイヤモデルへ内圧を負荷する内圧負荷手順と、
前記第1構造体モデルに接触している前記第1タイヤモデルの節点を、相対変位が生じないように拘束する拘束手順と、
前記第1構造体モデルと前記第1タイヤモデルとの接触を解除し、接触を解除した後の前記第1タイヤモデルを第2タイヤモデルとする第2モデル作成手順と、
前記第2タイヤモデルに基づいて、前記タイヤの性能を予測する性能予測手順と、
を含むことを特徴とするタイヤの性能予測方法。
A tire and a structure combined with the tire are divided into a plurality of minute elements composed of a plurality of nodes, and a first model for creating a first tire model and a first structure model that can be analyzed by a computer Creation procedure and
A model combination procedure for combining the first tire model and the first structure model;
An internal pressure loading procedure for applying an internal pressure to the first tire model;
A restraint procedure for restraining the nodes of the first tire model that are in contact with the first structure model so that relative displacement does not occur;
A second model creation procedure in which the contact between the first structure model and the first tire model is released, and the first tire model after the contact is released is used as a second tire model;
A performance prediction procedure for predicting the performance of the tire based on the second tire model;
A method for predicting tire performance, comprising:
タイヤと、当該タイヤと組み合わされる構造体とを、複数の節点で構成される複数の微小要素に分割して、コンピュータで解析可能な第1タイヤモデル及び第1構造体モデルを作成する第1モデル作成手順と、
前記第1タイヤモデルと前記第1構造体モデルとを組み合わせるモデル組み合わせ手順と、
前記第1タイヤモデルへ内圧を負荷する内圧負荷手順と、
前記第1構造体モデルに接触している前記第1タイヤモデルの節点の変位を抽出する変位抽出手順と、
前記第1構造体モデルに組み合わせる前における前記第1タイヤモデルの、前記変位を抽出した節点に、前記変位を強制変位として付与する変位付与手順と、
前記強制変位を付与した後の節点を、相対変位が生じないように拘束する拘束手順と、
拘束後の前記第1タイヤモデルに内圧を負荷して、第2タイヤモデルとする第2モデル作成手順と、
前記第2タイヤモデルに基づいて、前記タイヤの性能を予測する性能予測手順と、
を含むことを特徴とするタイヤの性能予測方法。
A tire and a structure combined with the tire are divided into a plurality of minute elements composed of a plurality of nodes, and a first model for creating a first tire model and a first structure model that can be analyzed by a computer Creation procedure and
A model combination procedure for combining the first tire model and the first structure model;
An internal pressure loading procedure for applying an internal pressure to the first tire model;
A displacement extraction procedure for extracting a displacement of a node of the first tire model in contact with the first structure model;
A displacement applying procedure for applying the displacement as a forced displacement to the node from which the displacement is extracted of the first tire model before being combined with the first structure model;
A constraining procedure for constraining the nodes after applying the forced displacement so that relative displacement does not occur;
A second model creation procedure in which an internal pressure is applied to the first tire model after restraint to form a second tire model;
A performance prediction procedure for predicting the performance of the tire based on the second tire model;
A method for predicting tire performance, comprising:
タイヤと、ホイールが備える2個のリムとを、複数の節点で構成される複数の微小要素に分割して、コンピュータで解析可能な第1タイヤモデル及び第1リムモデルを作成する第1モデル作成手順と、
前記第1タイヤモデルのビード部を前記第1リムモデルへ組み合わせるモデル組み合わせ手順と、
前記第1タイヤモデルへ内圧を負荷する内圧負荷手順と、
前記第1リムモデルに接触している前記第1タイヤモデルの節点を、相対変位が生じないように拘束する拘束手順と、
前記第1リムモデルと前記第1タイヤモデルとの接触を解除し、接触を解除した後の前記第1タイヤモデルを第2タイヤモデルとする第2モデル作成手順と、
前記第2タイヤモデルに基づいて、前記タイヤの性能を予測する性能予測手順と、
を含むことを特徴とするタイヤの性能予測方法。
A first model creation procedure for creating a first tire model and a first rim model that can be analyzed by a computer by dividing a tire and two rims included in a wheel into a plurality of minute elements composed of a plurality of nodes. When,
A model combination procedure for combining the bead portion of the first tire model with the first rim model;
An internal pressure loading procedure for applying an internal pressure to the first tire model;
A restraint procedure for restraining the nodes of the first tire model in contact with the first rim model so as not to cause relative displacement;
A second model creation procedure in which contact between the first rim model and the first tire model is released, and the first tire model after the contact is released is used as a second tire model;
A performance prediction procedure for predicting the performance of the tire based on the second tire model;
A method for predicting tire performance, comprising:
タイヤと、ホイールが備える2個のリムとを、複数の節点で構成される複数の微小要素に分割して、コンピュータで解析可能な第1タイヤモデル及び第1リムモデルを作成する第1モデル作成手順と、
前記第1タイヤモデルのビード部を前記第1リムモデルへ組み合わせるモデル組み合わせ手順と、
前記第1タイヤモデルへ内圧を負荷する内圧負荷手順と、
前記第1リムモデルに接触している前記第1タイヤモデルの節点の変位を抽出する変位抽出手順と、
前記第1リムモデルに組み合わせる前における前記第1タイヤモデルの、前記変位を抽出した節点に、前記変位を強制変位として付与する変位付与手順と、
前記強制変位を付与した後の節点を、相対変位が生じないように拘束する拘束手順と、
拘束後の前記第1タイヤモデルに内圧を負荷して、第2タイヤモデルとする第2モデル作成手順と、
前記第2タイヤモデルに基づいて、前記タイヤの性能を予測する性能予測手順と、
を含むことを特徴とするタイヤの性能予測方法。
A first model creation procedure for creating a first tire model and a first rim model that can be analyzed by a computer by dividing a tire and two rims included in a wheel into a plurality of minute elements composed of a plurality of nodes. When,
A model combination procedure for combining the bead portion of the first tire model with the first rim model;
An internal pressure loading procedure for applying an internal pressure to the first tire model;
A displacement extraction procedure for extracting a displacement of a node of the first tire model in contact with the first rim model;
A displacement applying procedure for applying the displacement as a forced displacement to the node from which the displacement is extracted of the first tire model before being combined with the first rim model;
A constraining procedure for constraining the nodes after applying the forced displacement so that relative displacement does not occur;
A second model creation procedure in which an internal pressure is applied to the first tire model after restraint to form a second tire model;
A performance prediction procedure for predicting the performance of the tire based on the second tire model;
A method for predicting tire performance, comprising:
前記第2モデル作成手順においては、前記拘束手順で拘束した節点以外の節点に対して、前記第1リムモデルとの接触を考慮する請求項3又は4に記載のタイヤの性能予測方法。   5. The tire performance prediction method according to claim 3, wherein, in the second model creation procedure, contact with the first rim model is considered for nodes other than the nodes constrained by the restraining procedure. 前記拘束手順において、
前記第1タイヤモデルの回転軸上の節点であって、前記第1タイヤモデルの赤道面上に存在する節点である回転軸中心節点も、相対変位が生じないように拘束する請求項1又は2に記載のタイヤの性能予測方法。
In the restraint procedure,
The node on the rotation axis of the first tire model, which is a node existing on the equator plane of the first tire model, is also constrained so that relative displacement does not occur. The tire performance prediction method described in 1.
前記拘束手順において、
前記第1タイヤモデルの回転軸上の節点であって、前記第1タイヤモデルの赤道面上に存在する節点である回転軸中心節点も、相対変位が生じないように拘束する請求項3から5のいずれか1項に記載のタイヤの性能予測方法。
In the restraint procedure,
6. A node on the rotation axis of the first tire model, which is a node on the equator plane of the first tire model, is also constrained so that relative displacement does not occur. The tire performance prediction method according to any one of the above.
前記回転軸中心節点には、前記リムの質量と前記リムの慣性モーメントとの少なくとも一方が設定される請求項7に記載のタイヤの性能予測方法。   The tire performance prediction method according to claim 7, wherein at least one of a mass of the rim and an inertia moment of the rim is set at the rotation axis center node. 前記第2タイヤモデルは2次元のモデルであり、前記タイヤの性能を予測する際に用いるタイヤモデルは、前記第2タイヤモデルから作成される3次元のモデルである請求項1から8のいずれか1項に記載のタイヤの性能予測方法。   9. The system according to claim 1, wherein the second tire model is a two-dimensional model, and the tire model used for predicting the performance of the tire is a three-dimensional model created from the second tire model. 2. The tire performance prediction method according to item 1. 請求項1から9のいずれか1項に記載のタイヤの性能予測方法をコンピュータに実行させることを特徴とするタイヤの性能予測用コンピュータプログラム。   A computer program for predicting tire performance, which causes a computer to execute the method for predicting tire performance according to any one of claims 1 to 9.
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