JPH11201875A - Simulation method of tire performance - Google Patents

Simulation method of tire performance

Info

Publication number
JPH11201875A
JPH11201875A JP10007612A JP761298A JPH11201875A JP H11201875 A JPH11201875 A JP H11201875A JP 10007612 A JP10007612 A JP 10007612A JP 761298 A JP761298 A JP 761298A JP H11201875 A JPH11201875 A JP H11201875A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tire
element model
finite element
finite
rubber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10007612A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3431818B2 (en
Inventor
Akio Miyori
明男 見寄
Masaki Shiraishi
正貴 白石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Rubber Industries Ltd filed Critical Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority to JP00761298A priority Critical patent/JP3431818B2/en
Priority to DE69831642T priority patent/DE69831642T2/en
Priority to EP98309576A priority patent/EP0919941B1/en
Priority to US09/198,509 priority patent/US6199026B1/en
Publication of JPH11201875A publication Critical patent/JPH11201875A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3431818B2 publication Critical patent/JP3431818B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10Geometric CAD
    • G06F30/15Vehicle, aircraft or watercraft design
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤの摩耗特性をシミュレートする。 【解決手段】 評価しようとするタイヤを有限個の多数
の要素2a、2b、…に分割したタイヤ有限要素モデル
2で近似し、有限要素法を用いて前記タイヤ有限要素モ
デル2からタイヤ性能をシミュレーションするタイヤ性
能のシミュレーション方法である。本発明では、仮想リ
ムに装着したタイヤ有限要素モデル2を仮想路面に接地
させて相対移動させたときの挙動をシミュレーションす
る走行シミュレーション処理と、この走行シミュレーシ
ョン処理からタイヤ有限要素モデル2の摩耗特性を取得
する情報取得処理とを含んでいる。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To simulate the wear characteristics of a tire. SOLUTION: A tire to be evaluated is approximated by a tire finite element model 2 which is divided into a finite number of elements 2a, 2b,..., And tire performance is simulated from the tire finite element model 2 using a finite element method. This is a method for simulating tire performance. In the present invention, a running simulation process for simulating a behavior when the tire finite element model 2 mounted on the virtual rim is brought into contact with a virtual road surface and relatively moved, and a wear characteristic of the tire finite element model 2 is obtained from the running simulation process. And information acquisition processing to be acquired.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤの摩耗特性
を精度良くシミュレートしうるタイヤ性能のシミュレー
ション方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tire performance simulation method capable of accurately simulating tire wear characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
タイヤの開発は、試作品を作り、それを実験し、実験結
果から改良品をさらに試作するという繰り返し作業で行
われていた。この方法では、試作品の製造や実験に多く
の費用と時間を要するため、開発効率の向上には限界が
ある。かかる問題点を克服するために、近年では近似解
析手法などを用いたコンピューターシミュレーションに
より、タイヤを試作しなくてもある程度の性能を予測・
解析する方法が提案されている。
2. Description of the Related Art
The development of tires was an iterative process of creating prototypes, testing them, and producing further prototypes based on the results of the experiments. This method requires a lot of cost and time for prototype production and experimentation, and thus limits the improvement of development efficiency. In order to overcome such problems, computer simulations using approximation analysis techniques etc. have recently predicted a certain level of performance without prototype tires.
Analyzing methods have been proposed.

【0003】コンピュータシミュレーションには、種々
の解析法が用いられ、例えば有限要素法を用いたものが
良く知られている。有限要素法(Finite Element Metho
d )は、構造物を有限要素と呼ばれる有限の大きさの多
数の領域に分割し、各有限要素に比較的簡単な特性を与
えて系全体を解析する手法である。
[0003] Various analysis methods are used in computer simulation. For example, a method using a finite element method is well known. Finite Element Metho
d) is a method in which a structure is divided into a large number of areas of finite size called finite elements, and each finite element is given relatively simple characteristics to analyze the entire system.

【0004】従来のタイヤ性能の有限要素法による解析
は、せいぜいタイヤの非転動状態での荷重負荷解析が主
流であったため、例えばタイヤの摩耗特性などについて
は、実際に走行試験を行う必要があった。
In the conventional analysis of tire performance by the finite element method, at most a load analysis in a non-rolling state of a tire has been the mainstream, and for example, it is necessary to actually perform a running test on the wear characteristics of the tire. there were.

【0005】また近年では、タイヤの摩耗評価方法とし
て摩耗エネルギーを用いるものが提案されている。この
摩耗エネルギーは、タイヤトレッド面上の任意の点が受
けるX方向及びY方向のせん断力と、前記各X方向及び
Y方向のすべり量との積で表すことができる。すなわ
ち、転動しているタイヤトレッド面のある一点におい
て、圧力と路面とのすべり量を、その一点が路面に接地
してから離れるまでの時間で測定し、それらを掛け合わ
せた値の総和が摩耗エネルギーとなり、この摩耗エネル
ギーが多い箇所ほど早期に摩耗しやすいことが判ってき
た。
In recent years, a method using wear energy has been proposed as a tire wear evaluation method. This wear energy can be represented by the product of the X-direction and Y-direction shear forces applied to an arbitrary point on the tire tread surface and the slip amounts in the X-direction and Y-direction. That is, at a certain point on the rolling tire tread surface, the pressure and the amount of slip between the road surface are measured in the time from the point where the point touches the road surface until the point separates, and the sum of the values obtained by multiplying them is calculated. It has been found that wear energy is increased, and that a portion having a larger amount of wear energy is more likely to be worn earlier.

【0006】従来、このような摩耗エネルギーを算出す
るためにトレッド面上の任意の点に作用するせん断力、
及びすべり量を測定することは非常に困難かつ手間のか
かる作業であり、また測定した点についてのみしか評価
することができず、タイヤトレッド面上の広範囲に亘っ
て評価する場合、莫大な時間を要していた。また、この
場合においても、分散された測定点を多く確保するとい
う擬似的な評価しかなしえず、しかもブロックのエッジ
や、スタッドレスタイヤのように細い溝が密集した部分
についても測定することが非常に困難であった。
Conventionally, in order to calculate such wear energy, a shearing force acting on an arbitrary point on a tread surface,
And measuring the amount of slip is a very difficult and time-consuming task, and can only be evaluated at the points measured, and when evaluating over a wide area on the tire tread surface, it takes an enormous amount of time. I needed it. Also in this case, it is only possible to perform a simulated evaluation of securing a large number of dispersed measurement points, and it is very difficult to measure the edge of a block or a portion where narrow grooves are dense such as a studless tire. Was difficult.

【0007】またトレッドパターンについては、溝のな
い、いわゆるプレーントレッドが多く、タイヤのトレッ
ドパターン全てを有限要素にモデル化したものは知られ
ていない。さらに、タイヤの内部には、カーカス、ベル
トなどのコード材を角度を変えて積層した補強層などが
設けられるが、これらについても1枚の平面シェル要素
などで簡略モデル化した解析がほとんどであった。
As for the tread pattern, there are many so-called plain treads without grooves, and there is no known tread pattern in which all tread patterns of a tire are modeled as finite elements. Further, inside the tire, there are provided reinforcing layers or the like in which cord materials such as carcass and belts are laminated at different angles, and these are also often analyzed in a simplified model using a single plane shell element or the like. Was.

【0008】このため、これまでのシミュレーションで
は、タイヤの性能をおおまかに予測・解析することはで
きるが、タイヤの摩耗特性や、この摩耗特性に与えるト
レッドパターン、内部構造などの影響については解析不
能であった。
For this reason, in the simulations so far, it is possible to roughly predict and analyze the performance of the tire, but it is impossible to analyze the wear characteristics of the tire and the effects of the tread pattern and the internal structure on the wear characteristics. Met.

【0009】本発明のうち、請求項1、2記載の発明で
は、走行試験を行わずに段差や突起を有する任意の路面
を通過する際のタイヤの挙動、摩耗特性を解析しうるタ
イヤ性能のシミュレーション方法を提供することを目的
としている。
According to the first and second aspects of the present invention, the tire performance and the wear characteristics can be analyzed without passing through a running test and analyzing tire behavior when passing on an arbitrary road surface having steps or protrusions. It is intended to provide a simulation method.

【0010】また、請求項3記載の発明では、前記目的
に加えて、トレッドパターン、内部構造などによる影響
についても解析可能とするタイヤ性能のシミュレーショ
ン方法を提供することを目的としている。
Another object of the present invention is to provide a method of simulating tire performance that enables analysis of the influence of a tread pattern, an internal structure, and the like, in addition to the above objects.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項1記
載の発明は、評価しようとするタイヤを有限個の多数の
要素に分割したタイヤ有限要素モデルで近似し、有限要
素法を用いて前記タイヤ有限要素モデルからタイヤ性能
をシミュレーションするタイヤ性能のシミュレーション
方法であって、仮想リムに装着した前記タイヤ有限要素
モデルを、仮想路面に接地させて相対移動させたときの
挙動をシミュレーションする走行シミュレーション処理
と、この走行シミュレーション処理からタイヤ有限要素
モデルの摩耗特性を取得する情報取得処理とを含むこと
を特徴とするタイヤ性能のシミュレーション方法であ
る。
According to the first aspect of the present invention, a tire to be evaluated is approximated by a tire finite element model obtained by dividing a tire into a finite number of elements, and the tire is evaluated using a finite element method. A tire performance simulation method for simulating tire performance from the tire finite element model, comprising: a running simulation for simulating a behavior when the tire finite element model mounted on a virtual rim is brought into contact with a virtual road surface and relatively moved. A tire performance simulation method including a process and an information acquisition process of acquiring a wear characteristic of a tire finite element model from the traveling simulation process.

【0012】また請求項2記載の発明は、前記走行シミ
ュレーション処理は、タイヤ有限要素モデルの内圧、軸
荷重、走行速度、スリップ角、キャンバー角、タイヤ有
限要素モデルと仮想路面との間の摩擦係数を含む走行条
件を設定して行うとともに、前記情報取得処理は、タイ
ヤ有限要素モデルの接地面の各要素の節点が受けるX方
向及びY方向のせん断力と、前記各要素の節点について
のX方向及びY方向のすべり量とを含む情報に基づいて
摩耗エネルギーを算出することを特徴とする請求項1記
載のタイヤ性能のシミュレーション方法である。
According to a second aspect of the present invention, in the running simulation process, the internal pressure, the axial load, the running speed, the slip angle, the camber angle, the friction coefficient between the tire finite element model and the virtual road surface of the tire finite element model. And the information acquisition processing is performed in the X-direction and the Y-direction shearing forces applied to the nodes of the respective elements on the ground contact surface of the tire finite element model, and the X-direction for the nodes of the respective elements. The tire performance simulation method according to claim 1, wherein the wear energy is calculated based on information including the slip amount in the Y direction.

【0013】また請求項3記載の発明は、前記タイヤ有
限要素モデルは、カーカス、ベルトを含むコード補強材
と、サイドウォールゴム、ビードゴムを含むゴム部と、
ビードコアとがタイヤ周方向に同一断面形状で連続する
タイヤボディ部を有限要素法に基づき分割したタイヤボ
ディ部要素モデルと、このタイヤボディ部要素モデルの
外周面に配されかつ前記タイヤのトレッドパターンをタ
イヤ周方向の全周に亘り有限個の多数の要素に分割した
トレッドパターン部要素モデルとからなり、かつ前記タ
イヤボディ部要素モデルは、前記コード補強材を構成す
るコード材とこれを被覆するトッピングゴムとを夫々有
限個の複数の要素に分割したコード補強材要素モデル
と、前記ゴム部を有限個の複数の要素に分割したゴム部
要素モデルと、前記ビードコアを有限個の複数の要素に
分割したビードコア要素モデルとを含み、しかも、前記
コード補強材要素モデルは、前記コード材を異方性が定
義された四辺形膜要素にモデル化されるとともに前記ト
ッピングゴムは六面体ソリッド要素にモデル化されたこ
とを特徴とする請求項1又は2記載のタイヤ性能のシミ
ュレーション方法である。
According to a third aspect of the present invention, in the tire finite element model, a cord reinforcing member including a carcass and a belt; a rubber portion including a sidewall rubber and a bead rubber;
A tire body part element model obtained by dividing a tire body part having a bead core and the same cross-sectional shape continuous in the tire circumferential direction based on a finite element method, and a tire tread pattern disposed on the outer peripheral surface of the tire body part element model and the tire tread pattern. A tread pattern part element model divided into a finite number of elements over the entire circumference in the tire circumferential direction, and the tire body part element model comprises a cord material constituting the cord reinforcing material and a topping covering the cord material A cord reinforcing material element model in which rubber is divided into a finite number of elements, a rubber part element model in which the rubber part is divided into a finite number of elements, and the bead core is divided into a finite number of elements. And a cord reinforcement element model, wherein the cord material is a quadrilateral membrane having anisotropy defined. The topping rubber is a simulation method of tire performance according to claim 1 or 2, wherein the modeled into hexahedral solid elements while being modeled.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の一形態を図面
に基づき説明する。本実施形態では、図12に示すよう
な乗用車用ラジアルタイヤ(以下、単にタイヤというこ
とがある。)Tの性能をシミュレートするものを例示し
ている。タイヤTは、トレッド部12からサイドウォー
ル部13を経てビード部14のビードコア15の回りで
折り返されかつコードをタイヤ周方向に対して略90度
で傾けたプライ16aからなるカーカス16と、このカ
ーカス16のタイヤ半径方向外側かつトレッド部12の
内方に配されるベルト層17とを含むコード補強材Fを
具える。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, an example is shown that simulates the performance of a radial tire (hereinafter simply referred to as a tire) T for a passenger car as shown in FIG. The tire T has a carcass 16 composed of a ply 16a having a cord folded from the tread portion 12 through the sidewall portion 13 around the bead core 15 of the bead portion 14 and having a cord inclined at substantially 90 degrees with respect to the tire circumferential direction. And a belt layer 17 disposed outside the tire radial direction and inside the tread portion 12.

【0015】前記ベルト層17は、本例ではタイヤ周方
向に対して20度の角度で並列された内、外2枚のベル
トプライ17A、17Bが前記コードが交差する向きに
積層されて構成される。また本例では、前記ベルト層1
7のタイヤ半径方向外側に、ナイロンコードをタイヤ周
方向に実質的に平行に配列したバンド層19を具え、高
速走行時のベルト層17のリフティングを防止してい
る。なおバンド層19は本例ではベルト層17の両端部
を覆うエッジバンドと、ベルト層17の略全巾を覆うフ
ルバンドとから構成される。
In the present embodiment, the belt layer 17 is formed by laminating two inner and outer belt plies 17A and 17B in the direction in which the cords intersect at an angle of 20 degrees with respect to the tire circumferential direction. You. In this example, the belt layer 1
7, a band layer 19 in which nylon cords are arranged substantially parallel to the tire circumferential direction is provided on the outer side in the tire radial direction to prevent lifting of the belt layer 17 during high-speed running. In this embodiment, the band layer 19 includes an edge band covering both ends of the belt layer 17 and a full band covering substantially the entire width of the belt layer 17.

【0016】なお前記カーカスプライ16Aは、例えば
ポリエステルなどの有機繊維コードを、またベルトプラ
イ17A、17Bはスチールコードを、それぞれシート
状のトッピングゴムにより被覆されて構成されている。
なおコード補強材Fには、前記カーカス16、ベルト層
17、バンド層19の他、ビード部14の剛性を補強す
るビード補強フィラーなどを必要に応じて含ませること
ができる。
The carcass ply 16A is formed by coating an organic fiber cord such as polyester, for example, and the belt plies 17A and 17B are formed by coating a steel cord with a sheet-like topping rubber.
The cord reinforcing material F may include a bead reinforcing filler that reinforces the rigidity of the bead portion 14 in addition to the carcass 16, the belt layer 17, and the band layer 19, if necessary.

【0017】またタイヤTは、前記各コード補強材Fの
外側に、トレッドゴム20、サイドウォールゴム21、
ビードゴム22などを配している。前記トレッドゴム2
0は、本例では前記ベルト層17の半径方向外側面に配
され、タイヤ子午断面において縦溝G1の溝底ラインの
下近傍を通りトレッド部12の表面に略沿ってのびるト
レッド部ベースゴム20aと、その外側に配され路面と
接触して様々な力を伝達するトレッド部キャップゴム2
0bとから構成された2層構造を例示する。
The tire T has a tread rubber 20, a sidewall rubber 21,
A bead rubber 22 and the like are provided. The tread rubber 2
Reference numeral 0 denotes a tread base rubber 20a that is disposed on the radially outer surface of the belt layer 17 in the present example, and extends substantially along the surface of the tread portion 12 in the meridional section of the tire, passing near below the groove bottom line of the longitudinal groove G1. And a tread cap rubber 2 disposed outside thereof and in contact with a road surface to transmit various forces.
0b is exemplified.

【0018】前記サイドウォールゴム21は、タイヤの
転動時に大きく屈曲する部分であり、路面の縁石と接触
したときでもタイヤTの側部を保護するもので、例えば
前記トレッドゴム20よりも複素弾性率が小さい柔軟な
ゴムを用いるのが好ましい。また前記ビードゴム22
は、リムフランジと接触する嵌合部付近に配され、例え
ば比較的弾性率の大きくかつ耐摩耗性に優れたゴムから
構成されうる。
The sidewall rubber 21 is a portion that is largely bent when the tire rolls, and protects the side portion of the tire T even when it comes into contact with a curb on the road surface. It is preferable to use a flexible rubber having a low rate. The bead rubber 22
Is disposed in the vicinity of the fitting portion in contact with the rim flange, and may be made of, for example, rubber having a relatively large elastic modulus and excellent wear resistance.

【0019】また、トレッド部12の外表面には、例え
ばタイヤ周方向にのびる縦溝G1と、この縦溝G1に交
わる向きにのびる横溝G2などにより所定のトレッドパ
ターンが形成されている。このトレッドパターンは、タ
イヤ性能に大きく影響を与えるもので、本実施形態のシ
ミュレーション方法では、後述するようにこのトレッド
パターンのタイヤ性能への影響を解析することが可能に
なる。
On the outer surface of the tread portion 12, a predetermined tread pattern is formed by, for example, a vertical groove G1 extending in the tire circumferential direction and a horizontal groove G2 extending in a direction intersecting the vertical groove G1. This tread pattern greatly affects tire performance, and the simulation method of the present embodiment makes it possible to analyze the influence of this tread pattern on tire performance, as described later.

【0020】本シミュレーション方法を行う装置として
は、例えば図6に示すように、演算処理装置であるCP
Uと、このCPUの処理手順などが予め記憶されるRO
Mと、画像ないし数値を一時的に記憶しうる作業用メモ
リであるRAMと、入出力ポートと、これらを結ぶデー
タバスとから構成されている。
As an apparatus for performing the simulation method, for example, as shown in FIG.
U and RO in which the processing procedure of this CPU and the like are stored in advance.
M, a RAM which is a working memory capable of temporarily storing images or numerical values, input / output ports, and a data bus connecting these.

【0021】また、前記入出力ポートには、本例ではタ
イヤ有限要素モデルを設定するための数値などを入力す
るキーボード、マウス等の入力手段Iと、入力結果やシ
ミュレーション結果を表示しうるディスプレイ、プリン
タなどの出力手段Oと、ハードディスク、光磁気ディス
クなどの外部記憶装置Dとが接続されている。また前記
ROMには、予め図7に示すようなシミュレーションの
処理手順などが記憶されており以下その内容を説明す
る。
The input / output ports include input means I such as a keyboard and a mouse for inputting numerical values for setting a tire finite element model in this example, a display capable of displaying input results and simulation results, An output unit O such as a printer and an external storage device D such as a hard disk and a magneto-optical disk are connected. The ROM stores in advance the processing procedures of the simulation as shown in FIG. 7, and the contents thereof will be described below.

【0022】本実施形態のシミュレーション方法では、
評価しようとするこのようなタイヤTを、図1に示すよ
うな有限個の多数の要素2a、2b、2c…に分割した
タイヤ有限要素モデル2で近似し、有限要素法を用いて
前記タイヤ有限要素モデル2からタイヤ性能をシミュレ
ーションするもので、前記タイヤ有限要素モデル2は、
タイヤボディ部要素モデル3と、トレッドパターン部要
素モデル4とから構成されたものを示す。
In the simulation method of the present embodiment,
Such a tire T to be evaluated is approximated by a tire finite element model 2 divided into a finite number of elements 2a, 2b, 2c... As shown in FIG. The tire performance is simulated from the element model 2, and the tire finite element model 2 is
1 shows a tire body element model 3 and a tread pattern element model 4.

【0023】前記タイヤボディ部要素モデル3は、図
1、図2に示すように、タイヤボディ部1Bを有限要素
法に基づき分割して得られるものである。ここでタイヤ
ボディ部1Bとは、評価すべきタイヤにおいて周方向に
ついて実質的に同じ材料でかつ同じ断面形状が連続する
部分であって、本例では前記タイヤTからトレッドゴム
20のトレッド部キャップゴム20bだけを除いた部分
として定められる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the tire body part element model 3 is obtained by dividing the tire body part 1B based on the finite element method. Here, the tire body portion 1B is a portion where substantially the same material and the same cross-sectional shape are continuous in the circumferential direction in the tire to be evaluated. In this example, the tread cap rubber of the tread rubber 20 from the tire T is used in this example. It is determined as a portion excluding only 20b.

【0024】このタイヤボディ部1Bは、具体的には前
記タイヤのカーカス16、ベルト層17、バンド層19
を含むコード補強材Fと、トレッドゴム20のトレッド
部ベースゴム20a、サイドウォールゴム21、ビード
ゴム22を含むゴム部と、ビードコア15とを含む。
Specifically, the tire body 1B includes a carcass 16, a belt layer 17, and a band layer 19 of the tire.
, A rubber portion including a tread base rubber 20 a, a sidewall rubber 21, and a bead rubber 22 of the tread rubber 20, and a bead core 15.

【0025】本例のシミュレーション方法では、前記タ
イヤボディ部1Bは、有限要素法に基づき有限個の要素
に分割される。有限要素法に基づく要素とは、例えば2
次元平面では四辺形要素など、3次元要素としては、4
面体ソリッド要素、5面体ソリッド要素、6面体ソリッ
ド要素など、いずれもコンピュータで処理可能な要素と
するのが望ましく、これらの要素は3次元座標X−Y−
Zを用いて相互の位置関係が逐一特定されうる。
In the simulation method of the present embodiment, the tire body 1B is divided into a finite number of elements based on the finite element method. An element based on the finite element method is, for example, 2
For a three-dimensional element, such as a quadrilateral element on a dimensional plane, 4
It is desirable that all of the elements be a computer-processable element such as a solid solid element, a solid solid element, a solid solid element, a solid solid element, and the like, and these elements have three-dimensional coordinates XY-
The mutual positional relationship can be specified one by one using Z.

【0026】前記コード補強材Fとして例えばベルト層
17の任意の微小領域は、図3に示すように、コード補
強材要素モデル5に設定される。本例ではコード補強材
Fのうちコード材cは、四辺形膜要素5a5bにてモデ
ル化され、またトッピングゴムtについては、四辺形膜
要素5a又は5bを覆う六面体ソリッド要素5c、5
d、5eでモデル化したものを例示している。
For example, an arbitrary minute area of the belt layer 17 as the cord reinforcing material F is set in the cord reinforcing element model 5, as shown in FIG. In this example, the cord material c of the cord reinforcing material F is modeled by the quadrangular membrane elements 5a and 5b, and the topping rubber t is the hexahedral solid elements 5c and 5c covering the quadrangular membrane elements 5a or 5b.
Examples modeled by d and 5e are shown.

【0027】前記コード材cをモデル化した前記四辺体
膜要素5aの材料定義は、その厚さを例えばコード材c
の直径とし、コード材cの配列方向と、これと直交する
方向とにおいて剛性の異なる直交異方性材料として取り
扱い、各方向の剛性は均質化しているものとして取り扱
うことができる。またコード補強材Fのトッピングゴム
tを表す六面体ソリッド要素5c〜5eは、他のゴム部
材と同様に超粘弾性材料として定義して取り扱うことが
できる。
The material definition of the tetrahedral membrane element 5a, which models the cord material c, is such that its thickness is determined, for example, by the cord material c.
, And treated as orthogonally anisotropic materials having different stiffness in the arrangement direction of the cord material c and in the direction orthogonal thereto, and the stiffness in each direction can be treated as being homogenized. The hexahedral solid elements 5c to 5e representing the topping rubber t of the cord reinforcing material F can be defined and handled as a super viscoelastic material like other rubber members.

【0028】また、タイヤボディ部1Bのトレッド部ベ
ースゴム部10a、サイドウォールゴム21、ビードゴ
ム22、ビードコア14については、例えば六面体ソリ
ッド要素または五面体ソリッド要素でモデル化する処理
を行う。このようなモデル化は、前記入力手段Iを用い
て行うことができる。またタイヤボディ部要素モデル3
は、タイヤの回転軸を含む子午断面の2次元形状を特定
し、これを周方向に展開する形で要素分割することによ
り、比較的簡単にモデリングを行うことができる。
The tread base rubber portion 10a, the sidewall rubber 21, the bead rubber 22, and the bead core 14 of the tire body 1B are subjected to, for example, a process of modeling with a hexahedral solid element or a pentahedral solid element. Such modeling can be performed using the input means I. In addition, tire body part element model 3
Can relatively easily perform modeling by specifying a two-dimensional shape of a meridional section including a rotation axis of a tire and dividing the two-dimensional shape into elements that are developed in a circumferential direction.

【0029】このように、本例ではコード補強材Fを従
来のように1枚の平面シェル要素でモデル化するのでは
なく、コード材c、トッピングゴムtというように、そ
れぞれ材質の特性に応じてモデル化することによって、
実際の製品により近いタイヤ性能をシミュレートするこ
とが可能となる。また、各ゴム部20〜22、コード補
強材F、ビードコア14を有限要素にモデル化する際に
は、各ゴム、コードの複素弾性率、ビードコアの弾性率
などに基づき材料、剛性を定義しうる。
As described above, in the present embodiment, the cord reinforcing material F is not modeled by a single flat shell element as in the prior art, but is changed according to the characteristics of the material, such as the cord material c and the topping rubber t. By modeling
It is possible to simulate tire performance closer to an actual product. Further, when modeling each of the rubber parts 20 to 22, the cord reinforcing material F, and the bead core 14 as finite elements, the material and rigidity can be defined based on the complex elastic modulus of each rubber, cord, bead core, and the like. .

【0030】次に、前記トレッドパターン部要素モデル
4は、図4に示すように、タイヤのトレッドパターンを
タイヤ周方向の全周に亘り有限個の多数の要素に分割し
たトレッドパターン要素部を設定する処理により得られ
る。このパターン要素モデル4は、本例では前記トレッ
ドゴムのトレッド部キャップゴム20bをモデル化した
もので、前記タイヤボディ部要素モデル3とは別個に設
定された後、前記タイヤボディ部要素モデル3に結合さ
れるものを例示している。
Next, as shown in FIG. 4, the tread pattern part element model 4 sets a tread pattern element part obtained by dividing the tread pattern of the tire into a finite number of elements over the entire circumference in the tire circumferential direction. To be obtained. In this example, the pattern element model 4 is a model of the tread cap rubber 20b of the tread rubber. After being set separately from the tire body element model 3, the pattern element model 4 It illustrates what is combined.

【0031】本実施形態では、トレッドパターン部要素
モデル4は、タイヤ周方向に配されるトレッド部キャッ
プゴム20bを、有限個の多数の四面体要素4a、4b
…で分割したものを例示し、タイヤ全周にわたって構成
される。このようにトレッドパターン部要素モデル4
を、タイヤボディ部要素モデル3と分離してモデル化す
ることにより、例えば本例のように前記タイヤボディ部
要素モデル3よりも詳細に要素化(メッシュ化)でき、
トレッドパターンの影響をより詳しく解析しうる点で好
ましい。また、タイヤの内部構造を同じとし、トレッド
パターンのみ異なる種々のタイヤについては、トレッド
パターン部要素モデル4のみを設定し、タイヤボディ部
要素化モデル用3についてはこれを共用化でき、さらに
開発効率を向上しうる利点がある。
In the present embodiment, the tread pattern part element model 4 includes a finite number of tetrahedral elements 4a, 4b
.. Are illustrated over the entire circumference of the tire. Thus, the tread pattern part element model 4
Is modeled separately from the tire body part element model 3, for example, as in the present example, the element can be made more detailed (meshed) than the tire body part element model 3,
This is preferable because the influence of the tread pattern can be analyzed in more detail. In addition, for various tires having the same internal structure and different tread patterns, only the tread pattern element model 4 is set, and the tire body element model 3 can be used in common. There is an advantage that can be improved.

【0032】そして、本実施形態では前記タイヤボディ
部要素モデル3に、前記トレッドパターン部要素モデル
4を結合する処理を行うことにより、タイヤ有限要素モ
デル2を完成させる。なお図5に示すように、トレッド
パターン部要素モデル4の内側の面または節点は、タイ
ヤボディ部要素モデル3の面または節点に対してその相
対位置が変わらないように強制変位させるよう定義して
接合される。
In this embodiment, the tire finite element model 2 is completed by performing a process of connecting the tread pattern part element model 4 to the tire body part element model 3. As shown in FIG. 5, the inner surface or node of the tread pattern element model 4 is defined so as to be forcibly displaced with respect to the surface or node of the tire body element model 3 so that its relative position does not change. Joined.

【0033】そして、本発明では、仮想リムに装着した
前記タイヤ有限要素モデル2を、図8に示すように仮想
路面7に接地させて相対移動させたときの挙動をシミュ
レーションする走行シミュレーション処理を行う。
In the present invention, a running simulation process is performed to simulate the behavior when the tire finite element model 2 mounted on the virtual rim is moved relative to the virtual road surface 7 as shown in FIG. .

【0034】なおタイヤ有限要素モデル2を仮想リムに
装着するとは、図8に示すように、タイヤ有限要素モデ
ル2のリム接触域10、10を拘束するとともに該モデ
ル2のビード部間のタイヤ軸方向距離Wをリム巾に強制
変位させることをいう。なお、タイヤ有限要素モデル2
の回転軸CLは、タイヤ有限要素モデル2のリム拘束域
との相対距離rが常に一定となるよう連結固定されてい
る。なお仮想路面7は、四辺形剛表面としてモデル化し
ており、平坦な路面を構成したものを示す。
The mounting of the tire finite element model 2 on the virtual rim means that the rim contact areas 10 and 10 of the tire finite element model 2 are constrained and the tire shaft between the bead portions of the model 2 is attached as shown in FIG. This means that the directional distance W is forcibly displaced to the rim width. The tire finite element model 2
Of the tire finite element model 2 is fixedly connected so that the relative distance r from the rim restraint area of the tire finite element model 2 is always constant. The virtual road surface 7 is modeled as a quadrilateral rigid surface, and shows a flat road surface.

【0035】前記走行シミュレーション処理での所定の
走行条件としては、例えばタイヤ有限要素モデル2の内
圧、回転軸CLに作用する軸荷重、走行速度、スリップ
角、キャンバー角、タイヤ有限要素モデル2と仮想路面
7との間の摩擦係数などを含む。また前記内圧は、タイ
ヤ有限要素モデル2の内側面にタイヤ内圧に相当する等
分布荷重を作用させることにより設定しうる。
The predetermined running conditions in the running simulation process include, for example, the internal pressure of the tire finite element model 2, the axial load acting on the rotating shaft CL, the running speed, the slip angle, the camber angle, the tire finite element model 2, and the virtual. It includes the coefficient of friction with the road surface 7 and the like. The internal pressure can be set by applying an evenly distributed load corresponding to the tire internal pressure to the inner surface of the tire finite element model 2.

【0036】そして、タイヤ有限要素モデル2の摩耗特
性を解析する走行シミュレーションを行う際には、先ず
図8に示したように、実際の使用条件等に合わせて前記
タイヤ有限要素モデル2のビード部のリム接触域10、
10を拘束し、内圧を作用させた後、仮想路面7をタイ
ヤ有限要素モデル2のトレッド部に押しつけて接触させ
ることにより荷重を負荷する。そして、仮想路面7を所
定の速度で移動させる。このとき、タイヤ有限要素モデ
ル2は、回転軸CLを自由支持としており、前記仮想路
面7との接触による摩擦力により転動する。
When a running simulation for analyzing the wear characteristics of the tire finite element model 2 is performed, first, as shown in FIG. Rim contact area 10,
After constraining 10 and applying internal pressure, a load is applied by pressing the virtual road surface 7 against the tread portion of the tire finite element model 2 so as to make contact therewith. Then, the virtual road surface 7 is moved at a predetermined speed. At this time, the tire finite element model 2 freely supports the rotation axis CL, and rolls by frictional force due to contact with the virtual road surface 7.

【0037】そしてこの処理では、例えばタイヤ有限要
素モデル2から、時間の経過とともに変化するコーナリ
ングフォース、接地面の形状又は内部応力分布を含む情
報を数値情報、ないしアニメーションなどの画像情報と
して取得することができる。
In this processing, information including a cornering force, a shape of a contact surface, or an internal stress distribution which changes with time is acquired as numerical information or image information such as animation from the tire finite element model 2, for example. Can be.

【0038】また、本例ではこの走行シミュレーション
処理の結果から仮想路面7を走行する際のタイヤ有限要
素モデル2の少なくとも摩耗特性を取得する情報取得処
理を行う。前記情報としては、タイヤ有限要素モデルの
接地面の各要素の節点が受けるX方向及びY方向のせん
断力と、前記各要素の節点についてのX方向及びY方向
のすべり量とを含み、これらの情報に基づいて例えば、
各方向毎にせん断力とすべり量を掛け合わせ、これらを
積算することによって、摩耗エネルギーを算出すること
を特徴としている。これによって、タイヤトレッド部の
表面のあらゆる点において、かつ短時間で摩耗エネルギ
ーの予測や解析が可能となる。なお、本例では摩耗エネ
ルギーの計算は、トレッド表面全域で可能となるが、任
意の節点を選んで計算することでも勿論良い。
In this embodiment, information acquisition processing for acquiring at least wear characteristics of the tire finite element model 2 when traveling on the virtual road surface 7 is performed based on the result of the traveling simulation processing. As the information, the shear force in the X direction and the Y direction received by the node of each element on the ground contact surface of the tire finite element model, and the slip amount in the X direction and the Y direction of the node of each element, For example, based on the information
It is characterized in that the wear energy is calculated by multiplying the shear force and the slip amount for each direction and integrating them. This makes it possible to predict and analyze wear energy at any point on the surface of the tire tread in a short time. In this example, the wear energy can be calculated over the entire surface of the tread surface. However, it is of course possible to select any node and calculate the wear energy.

【0039】本シミュレーションは、有限要素法により
行われる。一般に、有限要素モデルに各種の境界条件を
与え、その系全体の力、変位などの情報を取得し、シミ
ュレーションする手順については、よく知られている公
知の例に従い行うことができる。本例の計算のアルゴリ
ズムは、陽解法である。例えば、要素の形状、要素の材
料特性、例えば密度、ヤング率、減衰係数などをもと
に、要素の質量マトリックスM、剛性マトリックスK、
減衰マトリックスCを作成する。
This simulation is performed by the finite element method. In general, a procedure of giving various boundary conditions to a finite element model, acquiring information such as forces and displacements of the entire system, and performing a simulation can be performed in accordance with a well-known example. The algorithm of the calculation in this example is an explicit method. For example, based on the shape of the element, material properties of the element, for example, density, Young's modulus, damping coefficient, etc., the mass matrix M, the rigidity matrix K,
Create an attenuation matrix C.

【0040】前記各マトリックスを組み合わせて、シミ
ュレーションされる全体の系のマトリックスを作成す
る。また適宜境界条件をあてはめて、下記数1の運動方
程式を作成する。
The matrices of the entire system to be simulated are created by combining the above matrices. Also, by appropriately applying the boundary conditions, the following equation of motion is created.

【数1】 (Equation 1)

【0041】この数1を微小時間tごとにCPUにて逐
次計算することによりシミュレーションを行ないうる。
前記逐次計算の微小時間tは、全ての要素について応力
波の伝達時間を計算し、その最小時間の0.9倍以下の
時間とするのが好ましい。そして、シミュレーションを
行った結果から、タイヤ有限要素モデル2のトレッドパ
ターン要素モデル部4の各要素の各節点の接地中のX、
Y方向のせん断力、および各せん断力が作用する方向へ
のすべり量を取り出して、これらの値から摩耗エネルギ
ーを計算することができる。
A simulation can be performed by sequentially calculating the equation (1) every minute time t by the CPU.
It is preferable that the minute time t in the successive calculation is a time that is 0.9 times or less the minimum time of calculating the transmission time of the stress wave for all elements. Then, based on the result of the simulation, X, X at grounding of each node of each element of the tread pattern element model unit 4 of the tire finite element model 2,
The shear energy in the Y direction and the slip amount in the direction in which each shear force acts are taken out, and the wear energy can be calculated from these values.

【0042】またタイヤには、コーナリングフォース、
制動性能、ノイズ性能、摩耗性能、転がり抵抗性能など
多くの性能が要求され、特にこれらのタイヤ性能を解析
するためには、タイヤを転動させるシミュレーションが
必要となる。本実施形態のシミュレーションでは、タイ
ヤボディ部要素モデル2、トレッドパターン部要素モデ
ル3がいずれも周方向に連続するため転動シミュレーシ
ョンが可能であり、コーナリング性能や摩耗性能、さら
に、減衰の効果を考慮すれば振動性能、流体との連成に
よりハイドロプレーニング性能についての予測・解析が
可能となる点でも好ましい。
The tire has a cornering force,
Many performances such as braking performance, noise performance, wear performance, and rolling resistance performance are required. In particular, in order to analyze these tire performances, a simulation of rolling the tires is required. In the simulation of the present embodiment, since the tire body part element model 2 and the tread pattern part element model 3 are all continuous in the circumferential direction, rolling simulation can be performed, and cornering performance, wear performance, and the effect of damping are taken into consideration. This is preferable in that the prediction and analysis of the hydroplaning performance can be performed by coupling the vibration performance and the fluid.

【0043】以上、詳述したが、本発明は上記実施形態
に限定されるものではなく、例えばタイヤボディ部1B
はベルト層までとし、トレッド部ベースゴム20aをト
レッドパターン部に含ませるなど、種々の態様に変形し
うる。また、仮想路面の摩擦係数を種々変えて雪路、氷
路、砂地など種々の路面での摩耗特性も容易に解析する
ことができる。
Although described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the tire body 1B
Can be deformed in various modes, such as up to the belt layer and including the tread base rubber 20a in the tread pattern portion. In addition, by variously changing the friction coefficient of the virtual road surface, wear characteristics on various road surfaces such as a snowy road, an icy road, and a sandy ground can be easily analyzed.

【0044】[0044]

【実施例】今回シミュレーションを行ったタイヤは、2
35/45ZR17LM602(住友ゴム工業株式会社
製)であり、コーナリング中のトレッド面の摩耗エネル
ギー、応力分布である。このタイヤの有限要素モデルは
図1に示したものと同じであり、節点数は43896、
要素数は76359である。
[Example] The tires simulated this time were 2
35 / 45ZR17LM602 (manufactured by Sumitomo Rubber Industries, Ltd.), showing the wear energy and stress distribution on the tread surface during cornering. The finite element model of this tire is the same as that shown in FIG. 1, the number of nodes is 43896,
The number of elements is 76359.

【0045】また仮想路面は、平坦な剛表面としてモデ
ル化した。そして、図8、図9に示すように、タイヤ有
限要素モデルのビード部のリム接触域10を拘束し、タ
イヤ内圧荷重を作用させた後、仮想路面7をタイヤモデ
ル2に押しつけて荷重負荷し、路面をタイヤに対して所
定の速度で移動させて、シミュレーションを行った。タ
イヤ有限要素モデルは回転軸をフリーとしており、路面
の移動による摩擦力により転動する。タイヤと路面の摩
擦係数は、静動摩擦とともに1.0とした。路面の移動
速度は時速20km/h、スリップ角は4°とした。
The virtual road surface was modeled as a flat rigid surface. Then, as shown in FIGS. 8 and 9, the rim contact area 10 of the bead portion of the tire finite element model is restrained, and after the tire internal pressure load is applied, the virtual road surface 7 is pressed against the tire model 2 to apply the load. The simulation was performed by moving the road surface at a predetermined speed with respect to the tire. The tire finite element model has a free rotation axis and rolls due to frictional force due to the movement of the road surface. The coefficient of friction between the tire and the road surface was set to 1.0 together with static friction. The traveling speed of the road surface was 20 km / h per hour, and the slip angle was 4 °.

【0046】図10には、本シミュレーションによる摩
耗エネルギーの分布を、接地による変形前のトレッドパ
ターン要素モデル部2に描画したものを示している。画
像には、摩耗エネルギーの違いが色彩の変化により表現
される。最も色の濃い部分は最も摩耗エネルギーが大き
いことを表している。
FIG. 10 shows a distribution of the wear energy obtained by the simulation in the tread pattern element model unit 2 before deformation due to ground contact. In the image, the difference in wear energy is represented by a change in color. The darkest part indicates that the wear energy is the largest.

【0047】また図11(A)には、本シミュレーショ
ン結果と実測により得られた平均摩耗エネルギーの比較
を示している。スリップ角を0°、4°の2種の条件で
調べたところ、両者には非常に精度良く一致しているこ
とが確認できる。
FIG. 11A shows a comparison between the simulation results and the average wear energy obtained by actual measurement. When the slip angle was examined under two conditions of 0 ° and 4 °, it could be confirmed that the two were very accurately matched.

【0048】また図11(B)には、トレッドパターン
の異なる2種のタイヤ(タイヤA、タイヤB)につい
て、本シミュレーションにより平均の摩耗エネルギーを
それぞれスリップ角を0°、4°の2種の条件で調べた
ところ、タイヤAの方が摩耗エネルギーが小さく耐摩耗
性が優れていることが瞬時に確認できた。このように、
本シミュレーション方法によれば、タイヤのパターンを
変更したときにその摩耗特性がすぐさま確認できる。
FIG. 11 (B) shows the average wear energy of two types of tires (tire A and tire B) having different tread patterns by this simulation. When examined under the conditions, it was instantly confirmed that the tire A had smaller wear energy and better wear resistance. in this way,
According to the simulation method, when the pattern of the tire is changed, its wear characteristics can be immediately confirmed.

【0049】[0049]

【発明の効果】上述したように、請求項1及び2記載の
発明では、実際の走行試験を行わずにタイヤの摩耗特性
を解析することができるから開発効率を大幅に向上する
ことができる。
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, the tire wear characteristics can be analyzed without performing an actual running test, so that the development efficiency can be greatly improved.

【0050】また、請求項3記載の発明では、タイヤ有
限要素モデルは、タイヤ周方向に同一断面が連続するタ
イヤボディ部要素モデルに、トレッドパターンを全周に
わたって有限要素化したトレッドパターン部要素モデル
を備えるため、このタイヤ有限要素モデルを用いて走行
シミュレーションを行うことにより、トレッドパターン
の影響を含めたより精度の高い摩耗特性をシミュレート
でき、開発効率を高めるのに役立つ。
According to the third aspect of the present invention, the tire finite element model is a tread pattern element model in which the tread pattern is finite over the entire circumference in the tire body element model having the same cross-section in the tire circumferential direction. Therefore, by performing a running simulation using this tire finite element model, it is possible to simulate a more accurate wear characteristic including the influence of the tread pattern, which is useful for increasing the development efficiency.

【0051】さらに、タイヤの内部構造に関して、カー
カス、ベルト層といったコード補強材、サイドウォール
ゴムなどのゴム部、ビードコアなど、各構造材を有限個
の複数の要素に分割した要素モデルを設定するととも
に、コード補強材のうちコード材については、異方性を
定義した四辺形膜要素にモデル化し、またトッピングゴ
ムについては六面体ソリッド要素にモデル化することに
よって、これらの摩耗特性に与える影響をも含めて非常
に精度の高い摩耗特性をシミュレートでき、タイヤのパ
ターン形状や、カーカスやベルトの配置、トッピングゴ
ムの厚さなど詳細なタイヤ設計までを検討可能としう
る。
Further, regarding the internal structure of the tire, an element model in which each structural material is divided into a finite number of elements such as a cord reinforcing material such as a carcass and a belt layer, a rubber portion such as a side wall rubber, a bead core, and the like is set. By modeling the cord material among the cord reinforcing materials into quadrilateral membrane elements that define anisotropy, and modeling the topping rubber into hexahedral solid elements, including the effects on these wear characteristics It is possible to simulate extremely high-precision wear characteristics, and to study detailed tire design such as tire pattern shape, carcass and belt arrangement, and topping rubber thickness.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のタイヤ有限要素モデルの斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view of a tire finite element model of the present invention.

【図2】タイヤボディ部要素モデルの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a tire body part element model.

【図3】コード補強材の要素モデル化を示す概念図であ
る。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing element modeling of a cord reinforcing material.

【図4】トレッドパターン部要素モデルの斜視図であ
る。
FIG. 4 is a perspective view of a tread pattern part element model.

【図5】タイヤ有限要素モデルの変形を例示する線図で
ある。
FIG. 5 is a diagram illustrating a modification of the tire finite element model.

【図6】本発明のシミュレーション装置の実施形態を示
すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of a simulation device according to the present invention.

【図7】本実施形態の処理手順を示すフローチャート図
である。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a processing procedure according to the embodiment;

【図8】タイヤ有限要素モデルを仮想路面に接地させた
断面の概念図である。
FIG. 8 is a conceptual diagram of a cross section in which a tire finite element model is grounded on a virtual road surface.

【図9】タイヤ有限要素モデルを仮想路面に接地させた
平面図である。
FIG. 9 is a plan view in which a tire finite element model is grounded on a virtual road surface.

【図10】本シミュレーション結果を示す摩耗エネルギ
ーの分布図である。
FIG. 10 is a distribution diagram of wear energy showing the results of this simulation.

【図11】(A)は、本シミュレーションと実測値との
比較を示し、(B)は本シミュレーション方法による2
種のタイヤの摩耗エネルギーの比較結果を示すグラフで
ある。
FIG. 11A shows a comparison between the simulation and actual measurement values, and FIG.
It is a graph which shows the comparison result of the wear energy of a kind of tire.

【図12】タイヤの断面図である。FIG. 12 is a sectional view of a tire.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

T タイヤ 2 タイヤ有限要素モデル 3 タイヤボデイ部要素モデル 4 トレッドパターン部要素モデル 5 コード補強材要素モデル 7 仮想路面 T tire 2 tire finite element model 3 tire body element model 4 tread pattern element model 5 cord reinforcement element model 7 virtual road surface

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】評価しようとするタイヤを有限個の多数の
要素に分割したタイヤ有限要素モデルで近似し、有限要
素法を用いて前記タイヤ有限要素モデルからタイヤ性能
をシミュレーションするタイヤ性能のシミュレーション
方法であって、 仮想リムに装着した前記タイヤ有限要素モデルを、仮想
路面に接地させて相対移動させたときの挙動をシミュレ
ーションする走行シミュレーション処理と、 この走行シミュレーション処理からタイヤ有限要素モデ
ルの摩耗特性を取得する情報取得処理とを含むことを特
徴とするタイヤ性能のシミュレーション方法。
1. A tire performance simulation method for approximating a tire to be evaluated by a tire finite element model obtained by dividing the tire into a finite number of elements, and simulating the tire performance from the tire finite element model using a finite element method. A running simulation process for simulating a behavior when the tire finite element model mounted on the virtual rim is relatively moved while being in contact with a virtual road surface, and a wear characteristic of the tire finite element model is obtained from the running simulation process. A method for simulating tire performance, the method comprising: acquiring information to be acquired.
【請求項2】前記走行シミュレーション処理は、タイヤ
有限要素モデルの内圧、軸荷重、走行速度、スリップ
角、キャンバー角、タイヤ有限要素モデルと仮想路面と
の間の摩擦係数を含む走行条件を設定して行うととも
に、 前記情報取得処理は、タイヤ有限要素モデルの接地面の
各要素の節点が受けるX方向及びY方向のせん断力と、
前記各要素の節点についてのX方向及びY方向のすべり
量とを含む情報に基づいて摩耗エネルギーを算出するこ
とを特徴とする請求項1記載のタイヤ性能のシミュレー
ション方法。
2. The running simulation processing includes setting running conditions including an internal pressure, a shaft load, a running speed, a slip angle, a camber angle, and a friction coefficient between the tire finite element model and a virtual road surface of the tire finite element model. And the information acquisition process includes a shear force in the X direction and a Y direction received by a node of each element of the contact surface of the tire finite element model;
The tire performance simulation method according to claim 1, wherein the wear energy is calculated based on information including slip amounts in the X direction and the Y direction at the nodes of the respective elements.
【請求項3】前記タイヤ有限要素モデルは、 カーカス、ベルトを含むコード補強材と、サイドウォー
ルゴム、ビードゴムを含むゴム部と、ビードコアとがタ
イヤ周方向に同一断面形状で連続するタイヤボディ部を
有限要素法に基づき分割したタイヤボディ部要素モデル
と、 このタイヤボディ部要素モデルの外周面に配されかつ前
記タイヤのトレッドパターンをタイヤ周方向の全周に亘
り有限個の多数の要素に分割したトレッドパターン部要
素モデルとからなり、 かつ前記タイヤボディ部要素モデルは、前記コード補強
材を構成するコード材とこれを被覆するトッピングゴム
とを夫々有限個の複数の要素に分割したコード補強材要
素モデルと、前記ゴム部を有限個の複数の要素に分割し
たゴム部要素モデルと、前記ビードコアを有限個の複数
の要素に分割したビードコア要素モデルとを含み、 しかも、前記コード補強材要素モデルは、前記コード材
を異方性が定義された四辺形膜要素にモデル化されると
ともに前記トッピングゴムは六面体ソリッド要素にモデ
ル化されたことを特徴とする請求項1又は2記載のタイ
ヤ性能のシミュレーション方法。
3. The tire finite element model includes a cord reinforcing material including a carcass and a belt, a rubber portion including a sidewall rubber and a bead rubber, and a tire body portion in which a bead core is continuous with the same sectional shape in the tire circumferential direction. A tire body part element model divided based on a finite element method, and a tread pattern of the tire arranged on the outer peripheral surface of the tire body part element model and divided into a finite number of elements over the entire circumference in the tire circumferential direction. A tread pattern part element model, and the tire body part element model is a cord reinforcing material element in which a cord material constituting the cord reinforcing material and a topping rubber covering the cord material are each divided into a finite number of elements. A model, a rubber part element model obtained by dividing the rubber part into a finite number of elements, and a finite number of And a bead core element model divided into elements, and the cord reinforcing element model is obtained by modeling the cord material into a quadrilateral membrane element with anisotropy defined, and the topping rubber becomes a hexahedral solid element. 3. The method for simulating tire performance according to claim 1, wherein the method is modeled.
JP00761298A 1997-11-25 1998-01-19 Simulation method of tire performance Expired - Fee Related JP3431818B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP00761298A JP3431818B2 (en) 1998-01-19 1998-01-19 Simulation method of tire performance
DE69831642T DE69831642T2 (en) 1997-11-25 1998-11-24 Method and apparatus for simulating a rolling tire
EP98309576A EP0919941B1 (en) 1997-11-25 1998-11-24 Method of and apparatus for simulating rolling tyre
US09/198,509 US6199026B1 (en) 1997-11-25 1998-11-24 Method of and apparatus for simulating rolling tire

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP00761298A JP3431818B2 (en) 1998-01-19 1998-01-19 Simulation method of tire performance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11201875A true JPH11201875A (en) 1999-07-30
JP3431818B2 JP3431818B2 (en) 2003-07-28

Family

ID=11670644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP00761298A Expired - Fee Related JP3431818B2 (en) 1997-11-25 1998-01-19 Simulation method of tire performance

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3431818B2 (en)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001121540A (en) * 1999-10-25 2001-05-08 Bridgestone Corp Tire design method, vulcanization mold design method for tire, vulcanization mold manufacturing method for tire, pneumatic tire manufacturing method, recording medium recording tire design program
JP2001124667A (en) * 1999-10-25 2001-05-11 Bridgestone Corp Pneumatic tire design method, tire vulcanization mold design method, tire vulcanization mold manufacturing method, pneumatic tire manufacturing method, optimization analysis device, and storage medium storing tire optimization analysis program
JP2001282873A (en) * 2000-04-03 2001-10-12 Bridgestone Corp Finite element method analysis model, tire model creation method, tire performance simulation method and device therefor
JP2003072327A (en) * 2001-08-31 2003-03-12 Toyo Tire & Rubber Co Ltd Method and program for estimating measured values
JP2003094916A (en) * 2001-09-25 2003-04-03 Sumitomo Rubber Ind Ltd Method and apparatus for creating finite element model of complex
JP2005263070A (en) * 2004-03-19 2005-09-29 Yokohama Rubber Co Ltd:The Forming method of abraded tire model, computer program for formation of abraded tire model, performance prediction method of abraded tire and abraded tire model
JP2006010378A (en) * 2004-06-23 2006-01-12 Bridgestone Corp Tire temporal change prediction method, apparatus, program, and medium
JP2006113979A (en) * 2004-10-18 2006-04-27 Bridgestone Corp Simulation method
JP2008296811A (en) * 2007-06-01 2008-12-11 Toyo Tire & Rubber Co Ltd Method for predicting rolling characteristics of pneumatic tires
JP2011504228A (en) * 2007-11-09 2011-02-03 ブリヂストン・アメリカズ・タイヤ・オペレーシヨンズ・エルエルシー Animation method to compare tires
JP2011122279A (en) * 2009-12-14 2011-06-23 Yokohama Rubber Co Ltd:The Method for preparing twist structure model and computer program for preparing twist structure model
KR20140139039A (en) * 2012-04-11 2014-12-04 브리지스톤 어메리카스 타이어 오퍼레이션스, 엘엘씨 System and method for steady state simulation of rolling tire
JP2016134146A (en) * 2015-01-22 2016-07-25 住友ゴム工業株式会社 Tire simulation method and simulation apparatus
JP2017110976A (en) * 2015-12-15 2017-06-22 住友ゴム工業株式会社 Tire wear performance prediction method and simulation method
JP2021008237A (en) * 2019-07-02 2021-01-28 住友ゴム工業株式会社 Simulation method for tire
CN113866167A (en) * 2021-09-13 2021-12-31 北京逸驰科技有限公司 Tire detection result generation method, computer equipment and storage medium

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001121540A (en) * 1999-10-25 2001-05-08 Bridgestone Corp Tire design method, vulcanization mold design method for tire, vulcanization mold manufacturing method for tire, pneumatic tire manufacturing method, recording medium recording tire design program
JP2001124667A (en) * 1999-10-25 2001-05-11 Bridgestone Corp Pneumatic tire design method, tire vulcanization mold design method, tire vulcanization mold manufacturing method, pneumatic tire manufacturing method, optimization analysis device, and storage medium storing tire optimization analysis program
JP2001282873A (en) * 2000-04-03 2001-10-12 Bridgestone Corp Finite element method analysis model, tire model creation method, tire performance simulation method and device therefor
JP2003072327A (en) * 2001-08-31 2003-03-12 Toyo Tire & Rubber Co Ltd Method and program for estimating measured values
JP2003094916A (en) * 2001-09-25 2003-04-03 Sumitomo Rubber Ind Ltd Method and apparatus for creating finite element model of complex
JP2005263070A (en) * 2004-03-19 2005-09-29 Yokohama Rubber Co Ltd:The Forming method of abraded tire model, computer program for formation of abraded tire model, performance prediction method of abraded tire and abraded tire model
JP2006010378A (en) * 2004-06-23 2006-01-12 Bridgestone Corp Tire temporal change prediction method, apparatus, program, and medium
JP2006113979A (en) * 2004-10-18 2006-04-27 Bridgestone Corp Simulation method
JP2008296811A (en) * 2007-06-01 2008-12-11 Toyo Tire & Rubber Co Ltd Method for predicting rolling characteristics of pneumatic tires
JP2011504228A (en) * 2007-11-09 2011-02-03 ブリヂストン・アメリカズ・タイヤ・オペレーシヨンズ・エルエルシー Animation method to compare tires
JP2011122279A (en) * 2009-12-14 2011-06-23 Yokohama Rubber Co Ltd:The Method for preparing twist structure model and computer program for preparing twist structure model
KR20140139039A (en) * 2012-04-11 2014-12-04 브리지스톤 어메리카스 타이어 오퍼레이션스, 엘엘씨 System and method for steady state simulation of rolling tire
CN104321771A (en) * 2012-04-11 2015-01-28 普利司通美国轮胎运营有限责任公司 System and method for steady state simulation of rolling tire
EP2836946A4 (en) * 2012-04-11 2015-12-09 Bridgestone Americas Tire System and method for steady state simulation of rolling tire
US10360325B2 (en) 2012-04-11 2019-07-23 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc System and method for steady state simulation of rolling tire
JP2016134146A (en) * 2015-01-22 2016-07-25 住友ゴム工業株式会社 Tire simulation method and simulation apparatus
JP2017110976A (en) * 2015-12-15 2017-06-22 住友ゴム工業株式会社 Tire wear performance prediction method and simulation method
JP2021008237A (en) * 2019-07-02 2021-01-28 住友ゴム工業株式会社 Simulation method for tire
CN113866167A (en) * 2021-09-13 2021-12-31 北京逸驰科技有限公司 Tire detection result generation method, computer equipment and storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP3431818B2 (en) 2003-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6199026B1 (en) Method of and apparatus for simulating rolling tire
US7308390B2 (en) Method and apparatus for estimating tire/wheel performance by simulation
EP2241456B1 (en) Method for simulating tire noise performance and method for manufacturing tire
EP1939774B1 (en) Method for modeling a tire model and simulation method
JP4608306B2 (en) Tire simulation method
JP3431818B2 (en) Simulation method of tire performance
JP4469172B2 (en) Tire simulation method
JPH11153520A (en) Method and apparatus for simulating tire performance
JP2003118328A (en) Tire rolling resistance prediction method
JP2004020229A (en) Tire simulation method
JP3431817B2 (en) Simulation method of tire performance
JP2004210106A (en) Tire aging change prediction method, tire characteristic prediction method, tire design method, tire manufacturing method, pneumatic tire and program
JP4448247B2 (en) Tire hydro-planing simulation method
JP3314082B2 (en) How to create a tire finite element model
JP4318971B2 (en) Tire performance simulation method and tire design method
JP4116337B2 (en) Tire performance simulation method and apparatus
JP2003200722A (en) Tire simulation method
JP3363442B2 (en) Simulation method of tire performance
JP2002022621A (en) Simulation method of tire performance
JP7560720B2 (en) How to create a tire model
JP7487567B2 (en) Tire simulation method and tire simulation device
JP2023070530A (en) Simulation method of tire
JP2022064105A (en) Method for creating numerical analysis model of tire
JP2012181600A (en) Tire model creation method, tire model creation device, tire model creation program, and tire performance analysis method
JP2012171477A (en) Tire model making method, tire model making device and tire model making program

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090523

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090523

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100523

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110523

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110523

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120523

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130523

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140523

Year of fee payment: 11

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees