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JP2014074688A - Tire performance simulation method and tire performance simulation program - Google Patents

Tire performance simulation method and tire performance simulation program Download PDF

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JP2014074688A
JP2014074688A JP2012223165A JP2012223165A JP2014074688A JP 2014074688 A JP2014074688 A JP 2014074688A JP 2012223165 A JP2012223165 A JP 2012223165A JP 2012223165 A JP2012223165 A JP 2012223165A JP 2014074688 A JP2014074688 A JP 2014074688A
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JP
Japan
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tire
road surface
ice
calculation points
temperature
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Application number
JP2012223165A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Kachi
与志男 加地
Masatoshi Momozu
正敏 桃津
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately predict tire performance on ice.SOLUTION: A tire performance simulation method includes steps of: setting a tire model by dividing at least a part of a tire into finite number of elements; setting an on-ice road surface model representing an on-ice road surface; setting a plurality of calculation points on a contact surface of the on-ice road surface with at least a part of the tire; calculating, about each of the plurality of calculation points, frictional energy of friction which generates when at least a part of the tire moves on the on-ice road surface; calculating, about each of the plurality of calculation points, a road surface temperature at each of the calculation points after at least a part of the tire moves on the on-ice road surface on the basis of an initial temperature and the frictional energy at the calculation points before at least a part of the tire is brought into contact with the on-ice road surface; and extracting a region whose temperature is equal to or more than the melting point of ice on the contact surface on the basis of the road surface temperatures of the plurality of calculation points.

Description

本発明は、タイヤ性能シミュレーション方法、タイヤ性能シミュレーション装置、及びタイヤ性能シミュレーションプログラムに係り、より詳しくは、有限要素法によりタイヤの性能を解析するためのタイヤ性能シミュレーション方法及びタイヤ性能シミュレーションプログラムに関する。   The present invention relates to a tire performance simulation method, a tire performance simulation apparatus, and a tire performance simulation program, and more particularly to a tire performance simulation method and a tire performance simulation program for analyzing tire performance by a finite element method.

従来、タイヤの性能をシミュレーションする方法として、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するとともに、各有限要素に密度や弾性率などの特性を与え、上記モデルに内圧、荷重などの境界条件を与えて上記各要素の変形状態を計算してタイヤの変形や転がり抵抗などのタイヤの動特性を数値解析する有限要素法(Finite Element Method)が多く用いられている。   Conventionally, as a method for simulating tire performance, the tire to be evaluated is approximated by a tire finite element model obtained by dividing a tire into a finite number of elements, and characteristics such as density and elastic modulus are given to each finite element. The Finite Element Method (Finite Element Method) is often used to give boundary conditions such as internal pressure and load to a model and calculate the deformation state of each of the above elements to numerically analyze the tire dynamics such as tire deformation and rolling resistance. ing.

また、タイヤ性能をシミュレーションする際に、タイヤと路面との摩擦を考慮してタイヤ性能をシミュレーションする技術が従来から提案されている(例えば特許文献1参照)。   Further, a technique for simulating tire performance in consideration of friction between the tire and the road surface when simulating tire performance has been proposed (for example, see Patent Document 1).

特開2003−294586号公報JP 2003-294586 A

しかしながら、上記従来技術では、例えば路面が凍結している場合のように氷上におけるタイヤとの摩擦による水の融解は考慮していないため、氷上でのタイヤ性能を正確にシミュレーションすることはできない。   However, in the above prior art, for example, the melting of water due to friction with the tire on the ice as in the case where the road surface is frozen is not taken into consideration, and therefore the tire performance on the ice cannot be accurately simulated.

本発明は、上記事実を鑑みて成されたものであり、氷上におけるタイヤ性能を精度良く予測することができるタイヤ性能シミュレーション方法及びタイヤ性能シミュレーションプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above facts, and an object of the present invention is to provide a tire performance simulation method and a tire performance simulation program capable of accurately predicting tire performance on ice.

上記目的を達成するために、請求項1記載の発明のタイヤ性能シミュレーション方法は、タイヤの少なくとも一部を有限個の要素で分割したタイヤモデルを設定するステップと、氷上路面を表す氷上路面モデルを設定するステップと、前記氷上路面の前記タイヤの少なくとも一部との接触面に複数の計算点を設定するステップと、前記複数の計算点の各々について、前記タイヤの少なくとも一部が前記氷上路面上を移動した場合に発生する摩擦の摩擦エネルギーを計算するステップと、前記複数の計算点の各々について、前記タイヤの少なくとも一部が前記氷上路面と接触する前の前記計算点における初期温度と前記摩擦エネルギーとに基づいて、前記タイヤの少なくとも一部が前記氷上路面上を移動した後の前記計算点における路面温度を計算するステップと、前記複数の計算点の前記路面温度に基づいて、前記接触面のうち氷の融点以上の温度となる領域を抽出するステップと、を含むことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a tire performance simulation method according to a first aspect of the present invention includes a step of setting a tire model in which at least a part of a tire is divided by a finite number of elements, and an on-ice road surface model representing an on-ice road surface. A step of setting, a step of setting a plurality of calculation points on a contact surface of the icy road surface with at least a part of the tire, and for each of the plurality of calculation points, at least a part of the tire is on the icy road surface Calculating the friction energy of the friction generated when the vehicle moves, and for each of the plurality of calculation points, the initial temperature and the friction at the calculation points before at least a part of the tire is in contact with the road surface on ice. And the road surface temperature at the calculation point after at least a part of the tire moves on the road surface on ice based on energy. A step of calculation, based on the road surface temperature of the plurality of calculation points, characterized in that it comprises the steps of: extracting a temperature comprised range above the melting point of ice of the contact surface.

なお、請求項2に記載したように、前記氷の融点以上の領域と前記氷の融点未満の領域とに基づいて、前記接触面に関する接触面特性を計算するステップをさらに含んでもよい。   According to a second aspect of the present invention, the method may further include a step of calculating a contact surface characteristic related to the contact surface based on a region above the melting point of the ice and a region below the melting point of the ice.

また、請求項3に記載したように、前記接触面特性は、前記接触面における摩擦係数としてもよい。   According to a third aspect of the present invention, the contact surface characteristic may be a coefficient of friction on the contact surface.

請求項4記載の発明のタイヤ性能シミュレーションプログラムは、コンピュータに、タイヤの少なくとも一部を有限個の要素で分割したタイヤモデルを設定するステップと、氷上路面を表す氷上路面モデルを設定するステップと、前記氷上路面の前記タイヤの少なくとも一部との接触面に複数の計算点を設定するステップと、前記複数の計算点の各々について、前記タイヤの少なくとも一部が前記氷上路面上を移動した場合に発生する摩擦の摩擦エネルギーを計算するステップと、前記複数の計算点の各々について、前記タイヤの少なくとも一部が前記氷上路面と接触する前の前記計算点における初期温度と前記摩擦エネルギーとに基づいて、前記タイヤの少なくとも一部が前記氷上路面上を移動した後の前記計算点における路面温度を計算するステップと、前記複数の計算点の前記路面温度に基づいて、前記接触面のうち氷の融点以上の温度となる領域を抽出するステップと、を含む処理を実行させることを特徴とする。   The tire performance simulation program of the invention according to claim 4 sets a tire model in which at least a part of a tire is divided by a finite number of elements in a computer, a step of setting an on-ice road surface model representing an on-ice road surface, A step of setting a plurality of calculation points on a contact surface of the icy road surface with at least a part of the tire; and for each of the plurality of calculation points, when at least a part of the tire moves on the icy road surface Calculating the friction energy of the generated friction, and for each of the plurality of calculation points, based on the initial temperature and the friction energy at the calculation point before at least a part of the tire contacts the road surface on ice. Calculating the road surface temperature at the calculation point after at least a part of the tire has moved on the road surface on ice. A step that, based on the road surface temperature of the plurality of calculation points, characterized in that to execute a process including the steps of extracting a region to be a temperature higher than the melting point of the ice out of the contact surface.

本発明によれば、氷上におけるタイヤ性能を精度良く予測することができる、という効果を有する。   According to the present invention, there is an effect that the tire performance on ice can be accurately predicted.

コンピュータの概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of a computer. タイヤ性能シミュレーションプログラムのフローチャートである。It is a flowchart of a tire performance simulation program. 水膜の発生について説明するための図である。It is a figure for demonstrating generation | occurrence | production of a water film. トレッドブロックが氷上路面上を移動した場合の氷上路面の温度について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the temperature of an ice surface when a tread block moves on an ice surface. シミュレーション結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a simulation result. シミュレーション結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a simulation result.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1には一例として空気入りタイヤのタイヤモデルの作成や設計、性能解析等を実施するためのタイヤ性能シミュレーション装置としてのコンピュータ12の構成を示した。コンピュータ12は、予め記憶された処理プログラムに従ってタイヤの3次元モデルの作成やタイヤ性能の解析、設計等を実行する。   FIG. 1 shows a configuration of a computer 12 as a tire performance simulation apparatus for creating, designing, and analyzing performance of a tire model of a pneumatic tire as an example. The computer 12 executes creation of a three-dimensional tire model, analysis of tire performance, design, and the like according to a processing program stored in advance.

コンピュータ12は、図1に示すように、CPU(Central Processing Unit)12A、ROM(Read Only Memory)12B、RAM(Random Access Memory)12C、不揮発性メモリ12D、及び入出力インターフェース(I/O)12Eがバス12Fを介して各々接続された構成となっている。   As shown in FIG. 1, the computer 12 includes a CPU (Central Processing Unit) 12A, a ROM (Read Only Memory) 12B, a RAM (Random Access Memory) 12C, a non-volatile memory 12D, and an input / output interface (I / O) 12E. Are connected to each other via a bus 12F.

I/O12Eには、データ等を入力するためのキーボード10、コンピュータ12による演算結果や各種画面等を表示するディスプレイ14、ディスプレイ14に表示されたカーソルを所望の位置に移動させたり、カーソル位置のメニュー項目やオブジェクト等を選択したり選択解除したりドラッグしたりする操作を行うためのマウス16、ハードディスク18、及び記録媒体としてのCD−ROMが挿抜可能なCD−ROMドライブ22が接続されている。   The I / O 12E includes a keyboard 10 for inputting data, a display 14 for displaying calculation results and various screens by the computer 12, a cursor displayed on the display 14 is moved to a desired position, a cursor position A mouse 16, a hard disk 18, and a CD-ROM drive 22 into which a CD-ROM as a recording medium can be inserted and removed are connected for selecting, deselecting and dragging menu items and objects. .

ハードディスク18には、後述するタイヤ性能シミュレーションプログラムや、これらの実行に必要な各種パラメータやデータ等が記憶されている。CPU12Aは、ハードディスク18に記憶されたタイヤ性能シミュレーションプログラムを読み込んで実行する。   The hard disk 18 stores a tire performance simulation program, which will be described later, and various parameters and data necessary for the execution thereof. The CPU 12A reads and executes a tire performance simulation program stored in the hard disk 18.

なお、後述するタイヤ性能シミュレーションプログラム等は、例えばCD−ROMドライブ22を用いてCD−ROMに対して読み書き可能とすることもできるので、後述するタイヤ性能シミュレーションプログラムは、予めCD−ROMに記録しておき、CD−ROMドライブ22を介してCD−ROMに記録されたタイヤ性能シミュレーションプログラムを読み込んで実行してもよい。また、記録媒体としては、CD−ROMに限らず、DVD−ROM等の光ディスクや、MD,MO等の光磁気ディスクがあり、これらを用いるときには、上記CD−ROMドライブ22に代えて、またはさらにDVD−ROMドライブ、MDドライブ、MOドライブ等を用いればよい。   Note that a tire performance simulation program, which will be described later, can be read from and written to the CD-ROM using, for example, the CD-ROM drive 22, so that the tire performance simulation program, which will be described later, is recorded in advance on the CD-ROM. In addition, the tire performance simulation program recorded on the CD-ROM via the CD-ROM drive 22 may be read and executed. Further, the recording medium is not limited to the CD-ROM, but includes an optical disk such as a DVD-ROM and a magneto-optical disk such as an MD or MO. A DVD-ROM drive, MD drive, MO drive or the like may be used.

次に、本実施の形態の作用として、コンピュータ12で実行されるタイヤ性能シミュレーションプログラムの処理ルーチンについて図2に示すフローチャートを参照して説明する。   Next, as a function of the present embodiment, a processing routine of a tire performance simulation program executed by the computer 12 will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

まず、ステップ100では、タイヤモデルを設定する。タイヤモデルは、本ステップで作成してもよいし、既に作成されたタイヤモデルのデータをハードディスク18に記憶しておき、これを読み出すことにより設定してもよい。   First, in step 100, a tire model is set. The tire model may be created in this step, or may be set by storing already created tire model data in the hard disk 18 and reading it out.

タイヤモデルの作成は、用いる数値解析手法により若干異なる。数値解析手法としては、例えば有限要素法(FEM)を用いることができる。この場合、タイヤモデルは、有限要素法(FEM)に対応した要素分割、すなわちメッシュ分割によって複数の要素に分割され、タイヤを数値的・解析的手法に基づいて作成されたコンピュータプログラムヘのインプットデータ形式に数値化したものをいう。この要素分割とはタイヤ、及び路面等の対象物を小さな幾つかの(有限の)小部分、すなわち要素に分割することをいう。この要素ごとに計算を行い全ての要素について計算した後、全部の要素を足し合わせることにより全体の応答を得ることができる。   The creation of the tire model differs slightly depending on the numerical analysis method used. As a numerical analysis method, for example, a finite element method (FEM) can be used. In this case, the tire model is divided into a plurality of elements by element division corresponding to the finite element method (FEM), that is, mesh division, and the tire is input data to a computer program created based on a numerical / analytical method. This is a numerical value. This element division refers to dividing an object such as a tire and a road surface into several small (finite) small parts, that is, elements. After calculating each element and calculating all the elements, the whole response can be obtained by adding all the elements.

タイヤモデルの作成では、まず、タイヤ径方向断面のモデル(タイヤ断面モデル)を作成する。タイヤ断面モデルの外形は、例えばタイヤ外形をレーザー形状測定器等で計測した値を用いて作成することができる。また、タイヤ内部の構造は設計図面および実際のタイヤ断面データ等の正確な値を用いることができる。   In creating a tire model, first, a tire radial section model (tire section model) is created. The outer shape of the tire cross-section model can be created, for example, using values obtained by measuring the tire outer shape with a laser shape measuring instrument or the like. In addition, an accurate value such as a design drawing and actual tire cross-section data can be used for the structure inside the tire.

タイヤの断面モデルを作成した後は、タイヤ断面モデルを周方向に一周分(360度)展開し、タイヤの3次元(3D)モデルを作成する。このようにして、タイヤモデルが作成される。   After the tire cross-section model is created, the tire cross-section model is developed in one round (360 degrees) in the circumferential direction to create a three-dimensional (3D) model of the tire. In this way, a tire model is created.

なお、タイヤモデルは、タイヤ全体について作成してもよいが、タイヤの一部について作成してもよい。本実施形態では、タイヤのトレッド部の一つのトレッドブロックについてモデル化した場合について説明する。   In addition, although a tire model may be created about the whole tire, you may create about a part of tire. In the present embodiment, a case where one tread block of the tread portion of the tire is modeled will be described.

ステップ102では、氷上路面を表す氷上路面モデルを設定する。氷上路面モデルもタイヤモデルと同様に、本ステップで作成してもよいし、既に作成された氷上路面モデルのデータをハードディスク18に記憶しておき、これを読み出すことにより設定してもよい。   In step 102, an on-ice road surface model representing the on-ice road surface is set. Similarly to the tire model, the on-ice road surface model may be created in this step, or the already created on-ice road surface model data may be stored in the hard disk 18 and read out for setting.

路面のモデル化は、路面形状を要素分割してモデル化し、路面の摩擦係数μを選択設定することで路面状態を設定する。すなわち、路面状態により乾燥(DRY)、濡れ(WET)、氷上、雪上、非舗装等に対応する路面の摩擦係数μが存在するので、摩擦係数μについて適正な値を選択することで、実際の路面状態を再現させることができる。本実施形態では、氷の摩擦係数μを設定することにより、氷上路面モデルを設定する。   The road surface is modeled by dividing the road surface shape into elements and modeling the road surface, and selecting and setting the road surface friction coefficient μ. That is, since there is a road friction coefficient μ corresponding to dry (DRY), wet (WET), on ice, snow, non-paved, etc., depending on the road surface condition, by selecting an appropriate value for the friction coefficient μ, The road surface condition can be reproduced. In the present embodiment, an on-ice road surface model is set by setting the friction coefficient μ of ice.

ステップ104では、氷上路面のタイヤ(のトレッドブロック)との接触面に複数の計算点を設定する。この複数の計算点は、例えばタイヤの周方向及び周方向と直交する方向の各々の方向について均等間隔となるように二次元状に配置する。なお、計算点の設定は均等間隔に配置する場合に限られるものではなく、非均等間隔で二次元状に配置されていてもよい。   In step 104, a plurality of calculation points are set on the contact surface with the tire (the tread block) on the road surface on ice. The plurality of calculation points are two-dimensionally arranged, for example, so as to be equally spaced in the circumferential direction of the tire and each direction orthogonal to the circumferential direction. The setting of calculation points is not limited to the case where the calculation points are arranged at equal intervals, and the calculation points may be arranged two-dimensionally at non-uniform intervals.

ステップ106では、ステップ104で設定した複数の計算点の各々について、トレッドブロックが氷上路面上を予め定めた方向に移動した場合に発生する摩擦の摩擦エネルギーを計算する。摩擦エネルギーは、氷とトレッドブロックとの摩擦係数(動摩擦係数)、トレッドブロックの氷上路面に対する滑り量、トレッドブロックの氷上路面に対する滑り速度等から計算される。   In step 106, for each of the plurality of calculation points set in step 104, the frictional energy of the friction generated when the tread block moves in a predetermined direction on the road surface on ice is calculated. The friction energy is calculated from the friction coefficient between the ice and the tread block (dynamic friction coefficient), the slip amount of the tread block with respect to the road surface on ice, the sliding speed of the tread block with respect to the road surface on ice, and the like.

図3に示すように、タイヤの主成分であるゴム30が氷32の上を接触しながら矢印A方向に移動すると、まず摩擦によって接触面34に熱36が発生し、発生した熱36が氷に伝導する。これにより、接触面34から下方の領域38の温度が上昇し、氷32の表面温度が0°C以上となった領域で水膜40が発生する。   As shown in FIG. 3, when the rubber 30 as the main component of the tire moves on the ice 32 in the direction of the arrow A, first, heat 36 is generated on the contact surface 34 by friction, and the generated heat 36 is iced. Conduct to. As a result, the temperature of the region 38 below the contact surface 34 rises, and the water film 40 is generated in the region where the surface temperature of the ice 32 is 0 ° C. or higher.

そこで、ステップ108では、複数の計算点の各々について、トレッドブロックが氷上路面と接触する前の計算点における初期温度からの上昇温度を、ステップ106で計算した摩擦エネルギーに基づいて計算する。この上昇温度は、氷の熱伝導度、氷の熱比率、融解エネルギー等に基づいて計算される。   Therefore, in step 108, for each of the plurality of calculation points, the temperature rise from the initial temperature at the calculation point before the tread block contacts the road surface on ice is calculated based on the friction energy calculated in step 106. This rising temperature is calculated based on the thermal conductivity of ice, the heat ratio of ice, the melting energy, and the like.

ステップ110では、複数の計算点の各々について、トレッドブロックが氷上路面上を移動した後の計算点における路面温度を計算する。この路面温度は、トレッドブロックが氷上路面と接触する前の計算点における初期温度にステップ108で計算した上昇温度を加算することにより計算される。   In step 110, for each of the plurality of calculation points, the road surface temperature at the calculation point after the tread block moves on the road surface on ice is calculated. This road surface temperature is calculated by adding the rising temperature calculated in step 108 to the initial temperature at the calculation point before the tread block contacts the icy road surface.

図4に示すように、トレッドブロック50を氷上路面52に接触させた状態で、トレッドブロック50を矢印B方向に移動させると、氷上路面52の表面温度は、図4において右側から左側に向けて徐々に上昇する。そして、氷の融点である0°C以上になると、氷が融けて水(融解水)54となる。   As shown in FIG. 4, when the tread block 50 is moved in the arrow B direction with the tread block 50 in contact with the icy road surface 52, the surface temperature of the icy road surface 52 increases from the right side to the left side in FIG. Rise gradually. And when it becomes 0 degreeC or more which is melting | fusing point of ice, ice melts and it becomes water (melting water) 54.

そこで、ステップ112では、複数の計算点の路面温度に基づいて、氷上路面のトレッドブロックとの接触面のうち氷の融点以上の温度、すなわち0°C以上となる領域を抽出する。   Therefore, in step 112, based on the road surface temperature at a plurality of calculation points, a region having a temperature equal to or higher than the melting point of ice, that is, 0 ° C. or higher, is extracted from the contact surface with the tread block on the ice surface.

ステップ114では、氷の融点以上の領域、すなわち水となった領域と、氷の融点未満の領域、すなわち氷のままの領域と、に基づいて、氷上路面のトレッドブロックとの接触面に関する接触面特性、例えば接触面全体の摩擦係数を計算する。具体的には、例えば、水の領域の予め定めた摩擦係数をμ1、氷の領域の予め定めた摩擦係数をμ2、水の領域の面積をS1、氷の領域の面積をS2として、次式により接触面全体の摩擦係数μ3を求める。   In step 114, the contact surface related to the contact surface with the tread block on the road surface on ice based on the region above the melting point of ice, that is, the region that has become water, and the region below the melting point of ice, that is, the region that remains ice. Calculate the properties, for example the coefficient of friction of the entire contact surface. Specifically, for example, when the predetermined friction coefficient of the water region is μ1, the predetermined friction coefficient of the ice region is μ2, the area of the water region is S1, and the area of the ice region is S2, the following expression To obtain the friction coefficient μ3 of the entire contact surface.

μ3={S1/(S1+S2)}×μ1+{S2/(S1+S2)}×μ2 μ3 = {S1 / (S1 + S2)} × μ1 + {S2 / (S1 + S2)} × μ2

ステップ116では、氷上路面のトレッドブロックとの接触面の温度分布をディスプレイ14に表示させる。例えば、接触面を水の領域と氷の領域とで2つに色分けする等して表示するようにしてもよいし、予め定めた温度刻みで色分けして表示してもよい。   In step 116, the temperature distribution of the contact surface with the tread block on the road surface on ice is displayed on the display 14. For example, the contact surface may be displayed in two colors, such as a water region and an ice region, or may be displayed in different colors at predetermined temperature increments.

図5には、本発明者が図2に示した処理を実行することによりシミュレーションした結果を示した。同図においては、初期路面温度が−2°C、氷上路面に対するトレッドブロックの滑り速度が時速2kmの場合における氷上路面のトレッドブロックとの接触面の温度分布を−2.0°C〜0°C以上の範囲で示した。   FIG. 5 shows the result of simulation by the inventor executing the process shown in FIG. In the figure, when the initial road surface temperature is −2 ° C. and the sliding speed of the tread block with respect to the ice surface is 2 km / h, the temperature distribution of the contact surface with the tread block on the ice surface is −2.0 ° C. to 0 °. The range is C or more.

また、図6には、初期路面温度が−2°C、氷上路面に対するトレッドブロックの滑り速度が時速10kmの場合における氷上路面のトレッドブロックとの接触面の温度分布を−2.0°C〜0°C以上の範囲で示した。   FIG. 6 shows the temperature distribution of the contact surface with the tread block on the icy road surface when the initial road surface temperature is −2 ° C. and the sliding speed of the tread block with respect to the icy road surface is 10 km / h. It showed in the range of 0 degreeC or more.

図5に示した0°C以上の領域、すなわち水の領域(斜線でハッチングされた領域)の面積を100とすると、図6に示した水の領域(斜線でハッチングされた領域)の面積は150となっている。すなわち、滑り速度が10kmの場合、滑り速度が2kmの場合と比較して水になる領域が1.5倍となることが判った。なお、図5の場合における摩擦係数の実測値は0.21、図6の場合における摩擦係数μの実測値は0.11であった。   If the area of 0 ° C. or higher shown in FIG. 5, that is, the area of the water area (hatched area hatched) is 100, the area of the water area (hatched area hatched) shown in FIG. 150. In other words, it was found that when the sliding speed is 10 km, the area that becomes water becomes 1.5 times as compared with the case where the sliding speed is 2 km. The measured value of the friction coefficient in the case of FIG. 5 was 0.21, and the measured value of the friction coefficient μ in the case of FIG. 6 was 0.11.

このように、温度分布から水が発生する領域とそうでない領域とを把握することができるので、これらの領域の比率・分布からサイプの形状やサイプの配置、トレッドブロックの形状の設計等に役立てることが可能となる。   In this way, the region where water is generated and the region where water is not generated can be ascertained from the temperature distribution, so that the ratio and distribution of these regions can be used for designing the shape of the sipe, the arrangement of the sipe, the shape of the tread block, etc. It becomes possible.

以上のように、本実施形態では、氷上路面のトレッドブロックとの接触面に設定した複数の計算点の各々について、トレッドブロックが氷上路面上を移動した場合に発生する摩擦の摩擦エネルギーを計算し、トレッドブロックが氷上路面と接触する前の計算点における初期温度と摩擦エネルギーとに基づいて、トレッドブロックが氷上路面上を移動した後の計算点における路面温度を計算する。そして、複数の計算点の路面温度に基づいて、接触面のうち氷の融点以上の温度となる領域を抽出するので、氷上におけるタイヤ性能を精度良く予測することができる。   As described above, in the present embodiment, the frictional energy of friction generated when the tread block moves on the ice surface is calculated for each of a plurality of calculation points set on the contact surface with the tread block on the ice surface. Based on the initial temperature and frictional energy at the calculation point before the tread block contacts the ice surface, the road surface temperature at the calculation point after the tread block moves on the ice surface is calculated. And since the area | region which becomes the temperature more than melting | fusing point of ice is extracted among contact surfaces based on the road surface temperature of a some calculation point, the tire performance on ice can be estimated accurately.

なお、本実施形態では、タイヤの一部であるトレッドブロックを氷上路面上で移動させて摩擦エネルギーを計算する場合について説明したが、タイヤ全体を氷上路面上で転動させたりする(フリーローリングさせる)、制動させたりする(ブレーキをかける)、駆動させたりする(加速させる)ことにより、摩擦エネルギーを計算するようにしてもよい。   In this embodiment, the case where the tread block, which is a part of the tire, is moved on the ice surface to calculate the friction energy has been described. However, the entire tire is rolled on the ice surface (free rolling). ), Braking (braking), driving (acceleration), and the friction energy may be calculated.

10 キーボード、12 コンピュータ、14 ディスプレイ、16 マウス、18 ハードディスク、22 CD−ROMドライブ 10 keyboard, 12 computer, 14 display, 16 mouse, 18 hard disk, 22 CD-ROM drive

Claims (4)

タイヤの少なくとも一部を有限個の要素で分割したタイヤモデルを設定するステップと、
氷上路面を表す氷上路面モデルを設定するステップと、
前記氷上路面の前記タイヤの少なくとも一部との接触面に複数の計算点を設定するステップと、
前記複数の計算点の各々について、前記タイヤの少なくとも一部が前記氷上路面上を移動した場合に発生する摩擦の摩擦エネルギーを計算するステップと、
前記複数の計算点の各々について、前記タイヤの少なくとも一部が前記氷上路面と接触する前の前記計算点における初期温度と前記摩擦エネルギーとに基づいて、前記タイヤの少なくとも一部が前記氷上路面上を移動した後の前記計算点における路面温度を計算するステップと、
前記複数の計算点の前記路面温度に基づいて、前記接触面のうち氷の融点以上の温度となる領域を抽出するステップと、
を含むタイヤ性能シミュレーション方法。
Setting a tire model in which at least a part of the tire is divided by a finite number of elements;
Setting an icy road surface model representing the icy road surface;
Setting a plurality of calculation points on a contact surface with at least a part of the tire on the icy road surface;
For each of the plurality of calculation points, calculating a friction energy of friction generated when at least a part of the tire moves on the ice surface;
For each of the plurality of calculation points, based on the initial temperature and the frictional energy at the calculation points before at least a part of the tire contacts the ice road surface, at least a part of the tire is on the ice road surface. Calculating the road surface temperature at the calculation point after moving
Based on the road surface temperature of the plurality of calculation points, extracting a region of the contact surface that has a temperature equal to or higher than the melting point of ice;
A tire performance simulation method including:
前記氷の融点以上の領域と前記氷の融点未満の領域とに基づいて、前記接触面に関する接触面特性を計算するステップ
をさらに含む請求項1記載のタイヤ性能シミュレーション方法。
The tire performance simulation method according to claim 1, further comprising: calculating a contact surface characteristic related to the contact surface based on a region above the melting point of the ice and a region below the melting point of the ice.
前記接触面特性は、前記接触面における摩擦係数である
請求項2記載のタイヤ性能シミュレーション方法。
The tire performance simulation method according to claim 2, wherein the contact surface characteristic is a coefficient of friction at the contact surface.
コンピュータに、
タイヤの少なくとも一部を有限個の要素で分割したタイヤモデルを設定するステップと、
氷上路面を表す氷上路面モデルを設定するステップと、
前記氷上路面の前記タイヤの少なくとも一部との接触面に複数の計算点を設定するステップと、
前記複数の計算点の各々について、前記タイヤの少なくとも一部が前記氷上路面上を移動した場合に発生する摩擦の摩擦エネルギーを計算するステップと、
前記複数の計算点の各々について、前記タイヤの少なくとも一部が前記氷上路面と接触する前の前記計算点における初期温度と前記摩擦エネルギーとに基づいて、前記タイヤの少なくとも一部が前記氷上路面上を移動した後の前記計算点における路面温度を計算するステップと、
前記複数の計算点の前記路面温度に基づいて、前記接触面のうち氷の融点以上の温度となる領域を抽出するステップと、
を含む処理を実行させるためのタイヤ性能シミュレーションプログラム。
On the computer,
Setting a tire model in which at least a part of the tire is divided by a finite number of elements;
Setting an icy road surface model representing the icy road surface;
Setting a plurality of calculation points on a contact surface with at least a part of the tire on the icy road surface;
For each of the plurality of calculation points, calculating a friction energy of friction generated when at least a part of the tire moves on the ice surface;
For each of the plurality of calculation points, based on the initial temperature and the frictional energy at the calculation points before at least a part of the tire contacts the ice road surface, at least a part of the tire is on the ice road surface. Calculating the road surface temperature at the calculation point after moving
Based on the road surface temperature of the plurality of calculation points, extracting a region of the contact surface that has a temperature equal to or higher than the melting point of ice;
Tire performance simulation program for executing processing including
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