JP4392151B2

JP4392151B2 - How to create a tire model

Info

Publication number: JP4392151B2
Application number: JP2002131838A
Authority: JP
Inventors: 直明岩崎
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-05-07
Filing date: 2002-05-07
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2022-05-07
Also published as: JP2003320824A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、要素数の大幅な増加を招くことなく路面と接地するパターン部の解析精度を高めうるタイヤモデルの作成方法に関する。
【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、近年では数値解析法などを用いたコンピューターシミューションにより、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。
【０００３】
コンピュータシミュレーションには、種々の数値解析法が用いられ、例えば有限要素法を用いたものが良く知られている。この有限要素法（Finite Element Method ）では、図１９（Ａ）に示すようなタイヤＴを、有限個の要素ｅ、ｅ…からなるタイヤモデルｍに置き換え、これに各種の境界条件を与えて系全体を解析する。
【０００４】
このような数値解析法では、タイヤＴをより小さな要素ｅで分割するほど解析精度を向上させることができる。しかしながら、小さな要素ｅで分割すると、タイヤモデルｍに含まれる要素の数が増大し、解析に要する計算時間が著しく大となる欠点がある。つまり、解析精度の向上と計算時間の短縮化とは二律背反事項となる。
【０００５】
また、図２０（Ａ）、（Ｂ）に誇張して示すように、実際のタイヤＴは路面と接地するパターン部ａが滑らかな円形輪郭をなすが、タイヤモデルｍでは要素ｅの各節点ｎを頂点とする多角形状となる。よって、計算時間を短縮するためにタイヤモデルｍの要素数を減じると、そのパターン部ｂが凸凹化し、例えば転動シミュレーションを行った際に上下力が大きく振動するなど実際の走行状況とは異なった解析結果を示す欠点がある。
【０００６】
本発明では、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、カーカス、ベルトなどを含むタイヤボディ部を要素でモデル化したボディモデルを設定するボディモデル設定ステップと、このボディモデルよりも小さい周方向ピッチの要素でモデル化したリング状のパターンモデルとを設定し、前記ボディモデルの外周面と前記パターンモデルの内周面とを結合してタイヤモデルをする結合するとともに、パターンモデルの外周面及び内周面が、前記ボディモデルの外周面と平行に近づく向きに該パターンモデルの節点を移動させることを基本として、計算時間の増大を抑制しつつ解析精度の向上を図るのに役立つタイヤモデルの作成方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【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数値解析が可能な有限個の要素でモデル化したタイヤモデルを作成するタイヤモデルの作成方法であって、少なくともカーカス、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要素でモデル化したボディモデルを設定するボディモデル設定ステップと、前記タイヤボディ部よりもタイヤ半径方向外側をなすパターン部を、前記ボディモデルよりも小さい周方向ピッチの要素でモデル化したリング状のパターンモデルを設定するパターンモデル設定ステップと、前記ボディモデルの外周面と前記パターンモデルの内周面とを結合してタイヤモデルをする結合ステップと、前記タイヤモデルにおいて、パターンモデルの外周面が前記ボディモデルの外周面と平行に近づく向きに、該パターンモデルの節点を移動させることにより、前記パターンモデルの節点と前記ボディモデルの外周面との相対距離を変える変形ステップとを含むことを特徴としている。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、前記変形ステップは、前記パターンモデルの外周面を、前記ボディモデルの外周面と平行として該パターンモデルの前記ボディモデルの外周面からの厚さを実質的に一定とすることを特徴とする請求項１記載のタイヤモデルの作成方法である。
【０００９】
また請求項３記載の発明は、前記変形ステップは、前記パターンモデルの外周面を、前記ボディモデルの外周面と平行とするのに要する各節点の移動量の０．３〜０．７倍の移動量で前記各節点を移動させることを特徴とする請求項１記載のタイヤモデルの作成方法である。
【００１０】
また請求項４記載の発明は、前記パターンモデルは、前記要素の周方向ピッチが前記ボディモデルの要素の周方向ピッチの１／ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤモデルの作成方法である。
【００１１】
また請求項５記載の発明は、前記ボディモデル設定ステップは、前記タイヤボディ部のタイヤ子午線断面に定義された各節点を、仮想のタイヤ回転軸の周りに周方向ピッチで連続して複写する処理を含んで前記ボディモデルを設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のタイヤモデルの作成方法である。
【００１２】
【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１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たカーカスプライ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。
【００１３】
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からなるカーカスコードをトッピングゴムで被覆して構成される。また前記ベルト層１７は、本例ではスチールからなるベルトコードをタイヤ周方向に対して小角度（例えば１０〜２５度程度）で傾けて配列した内、外２枚のベルトプライ１７Ａ、１７Ｂを、前記ベルトコードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成される。なおコード補強材Ｆには、これらカーカス１６、ベルト層１７の他、バンドプライやビード補強プライなど各種のプライを含む場合がある。
【００１４】
前記トレッド部１２には、タイヤ周方向にのびる縦溝Ｇ１と、この縦溝Ｇ１と交わる向きにのびる横溝Ｇ２とが形成される。本例では縦溝Ｇ１と横溝Ｇ２との溝深さをともに同一としている。
【００１５】
またタイヤＴは、前記コード補強材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などが配されている。またビード部１４には、タイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックスゴム１８が配されている。前記トレッドゴム２０は、前記ベルト層１７の半径方向外側に配されている。該トレッドゴム２０は、タイヤ子午断面において前記縦溝Ｇ１、横溝Ｇ２の溝底ラインＬ１とベルト層７の外面との間に配されるベースゴム部２０ａと、このベースゴム部２０ａの外側に配されトレッド部１２の表面を含むことにより路面と接触するキャップゴム部２０ｂとに物理的に或いは仮想的に区分できる。
【００１６】
本発明では、評価しようとするこのようなタイヤＴを数値解析が可能な有限個の要素でモデル化したタイヤモデル２を作成する方法を提供する。このような方法には、図２に示すようなコンピュータ装置１が好適に用いられる。該コンピュータ装置１は、本体１ａと、入力手段としてのキーボード１ｂ、マウス１ｃと、出力手段としてのディスプレイ装置１ｄとから構成されている。本体１ａには、図示していないが、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、作業用メモリー、磁気ディスクなどの大容量の記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスクのドライブ１ａ１、１ａ２などの記憶装置を適宜具えている。そして、前記記憶装置には後述する方法を実行するための予め処理手順（プログラム）が記憶されている。好適には、ＥＷＳａが用いられる。
【００１７】
図３には、本実施形態のタイヤモデルの作成方法の一例としてフローチャートを示す。先ず、本実施形態では、タイヤ周方向に同一断面形状（かつ好ましくは実質的に同じ材料）で連続するタイヤボディ部Ｂを要素でモデル化したボディモデル２を設定する（ボディモデル設定ステップＳ１）。タイヤボディ部Ｂは、本実施形態では、前記カーカス１６とベルト１７とを含むコード補強材Ｆ、サイドウォールゴム２１とビードゴム２２とビードエーペックスゴム１８とインナーライナゴム１９とトレッドゴム２０のベースゴム部２０ａとを含むゴム部、及びビードコア１５とからなるトロイド状体として定められる。つまり本実施形態のタイヤボディ部Ｂは、タイヤＴからトレッドゴム２０のキャップゴム部２０ｂを除いた部分として定められる。
【００１８】
図４はこのボディモデル３の一例を示す斜視図、図５はこのようなボディモデル３を設定するための一例を示すフローチャートである。本例では、図６に示すように、タイヤボディ部Ｂのタイヤ回転軸を含む子午線断面において、節点ｎを定義する（ステップＳ１１）。節点ｎは、連続体であるタイヤボディ部を有限個の要素に分割するための分割点であって、少なくともタイヤボディ部Ｂの輪郭線上と、コード補強材Ｆとゴム部との境界部など物理的に材料が異なる部分の界面、さらには各材料内を微小領域に分割する位置に定めるのが望ましい。そして、定められた全ての節点ｎの座標（Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉ）が前記コンピュータ装置１の記憶部に記憶される。
【００１９】
節点ｎの配置方法は、特に限定されることなく慣例に従って種々実施することができるが、当該一の子午線断面に含まれる節点数が少なすぎると、解析精度が低下しやすく、逆に多すぎても計算時間を大とする傾向があり好ましくない。このような観点より、前記一の子午線断面に含まれる節点数を定めるのが望ましい。
【００２０】
次に本実施形態では、図７に示すように、前記一の子午線断面に定めた各節点ｎを、仮想のタイヤ回転軸の周りに周方向ピッチＳａで連続して複写する処理を行う（ステップＳ１２）。即ち、任意の節点ｎ１は、ｎ２、ｎ３…と順次タイヤ１周分に亘って複写される。前記周方向ピッチＳａは、小さすぎると節点数が著しく増加し、大きすぎるとボディモデルのモデル化がラフなものとなり解析精度が低下しやすい。このような観点より、特に限定はされないが、例えばコーナリングシミュレーションのようにタイヤの１ケ所に着目しない場合、周方向ピッチＳａは、タイヤ回転軸に対する角度ピッチで２〜１０°、より好ましくは４〜８°程度で一定に設定するのが望ましい。他方、突起乗り越し時のシミュレーションのように、突起との接地部に着目するような場合には、前記接地部付近を１〜１５°、より好ましくは１〜９°程度とし、それ以外を前記角度よりも大、例えば１０〜１２°程度とするのが望ましい。
【００２１】
次に、タイヤ周方向で隣り合う各節点ｎi 、ｎi+1 （ｉは自然数）を適宜互いに繋ぎ合わせて要素化する（ステップＳ１３）。これは、例えば図８（Ａ）に示すようにタイヤ子午線断面内の他の節点を取り込んで六面体要素ｅ１や五面体要素ｅ２のような３次元要素と定義される場合の他、図８（Ｂ）のように、四辺形要素ｅ３といった平面要素として設定することができる。例えば前記ゴム部、ビードコア等は３次元要素に、またコード補強材Ｆは平面要素として要素化するのが好ましい。各要素には、それらがモデル化する各ゴム、コードの弾性率や剛性などの材料特性が定義され前記記憶装置に記憶設定される。なお前記３次元要素の場合、いずれも該要素を形成する各表面は曲面ではなく平面で構成される。従って、ボディモデル３の外周面３ｏの輪郭は円でなく円に近似させた多角形状となる。
【００２２】
特に好ましくは図９に示すように、コード補強材Ｆの微小領域は、コード材ｃを四辺形膜要素５ａ、５ｂに、また該コード材ｃを被覆しているトッピングゴムｔｇについては、六面体ソリッド要素５ｃ、５ｄ、５ｅでモデル化したコード補強材モデル５とするのが望ましい。前記四辺体膜要素５ａには、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を定義する。またコード補強材Ｆのトッピングゴムｔｇを表す六面体ソリッド要素５ｃ〜５ｅは、他のゴム部材と同様、例えば超粘弾性材料として定義するのが望ましい。
【００２３】
以上のような処理を行うことにより、図４に示したようなボディモデル３を設定することができる。なおボディモデル３を設定する方法は、上記に限定されるものではなく、例えば３次元ＣＡＤデータからのデータを取り込むことなどによっても設定できる。
【００２４】
次に本実施形態では、図１０及びその部分展開図である図１１に視覚化して示すように、パターン部Ｐをモデル化したパターンモデル４を設定する処理を行う（パターンモデル設定ステップＳ２）。なおこのパターンモデル設定ステップＳ２は、ボディモデル設定ステップＳ１よりも先に行っても良く、また並列して行うこともできる。前記パターン部Ｐは、図１に示したように、タイヤボディ部Ｂの外側に形成される部分であり、本例ではキャップゴム部２０ｂ（ただし、縦溝Ｇ１、横溝Ｇ２の溝底面は含んでいない。）がこれに相当する。
【００２５】
このパターン部Ｐは、縦溝Ｇ１と横溝Ｇ２とが凹設されることにより、断面形状がタイヤ周方向には連続していない。従って、タイヤボディ部Ｂと同様にはモデル化できない。パターンモデル４は、計算上、路面と接地させることとなる外周面４ｏと、前記ボディモデル３と計算上結合される内周面４ｉとを有したリング状をなし、主に前記３次元要素、好ましくは複雑な溝形状なども比較的モデル化が容易な四面体要素ないし六面体要素を適宜組み合わせることにより、縦溝Ｇ１、横溝Ｇ２、さらにはサイピングなどもほぼ忠実にモデル化している。このモデル化に際しては、特に限定されないが、３次元ＣＡＤデータから各部の座標値などを転用する方法、また汎用モデリングプログラムを用いる方法などで行いうる。
【００２６】
またパターンモデル４は、前記ボディモデル３よりも小さい周方向ピッチＳｂで有限個の多数の要素４ａ、４ｂ…によりモデル化される。前記周方向ピッチＳｂは、タイヤ軸方向の各部で一定としても良いし、また本例のように異ならせることもできる。いずれの場合においても前記ボディモデル３の周方向ピッチＳａよりも小さく設定する。これはパターン部Ｐでは路面と接地、解放を繰り返すことにより、複雑な応力、歪が生じるため、このようなパターン部Ｐの運動をより詳細に検討するためである。このような観点より、特に限定はされないが、このパターンモデル４の要素の周方向ピッチＳｂは、前記ボディモデル３の要素の周方向ピッチＳａの１／２〜１／２０であるのが好ましい。また、ピッチ比（Ｓｂ／Ｓａ）を１／ｎ（このｎは、２以上の整数）とするのが望ましい。
【００２７】
次に本実施形態では、前記ボディモデル３の外周面３ｏと前記パターンモデル４の内周面４ｉとを結合することにより、図１２に視覚化して示すように、タイヤモデル２を設定する処理を行う（結合ステップＳ３）。前記結合は、ボディモデル３の外周面３ｏとパターンモデル４の内周面４ｉとを数値上結合させること、さらに換言すれば、図１３に誇張して示すように、ボディモデル３の外周面３ｏを形成する各平面ｐ１、ｐ２…と、この外周面３ｏに向き合うパターンモデル４の内周面４ｉに現れる各節点ｎとの相対距離が変位しないように境界条件を定めることを意味する。この条件は、タイヤモデル２が変形したときにも維持される。
【００２８】
本発明ではモデル化を行う際の周方向ピッチが、ボディモデル３とパターンモデル４とで異なるため、両部材の結合部において全ての節点を共有させることができない。むしろ節点を共有させようとすると、いずれかの周方向ピッチに合わせてモデル化を行う必要があり、前述の如く解析精度の低下を招いたり或いは計算時間の著しい増大を招く。そこで本発明のように、ボディモデル３とパターンモデル４とで、モデル化に際しての周方向ピッチを違えつつも、上述のようにボディモデル３とパターンモデル４とを計算上結合することによって、解析精度の低下と計算時間の著しい増大とを防止できる。またタイヤモデル２において、パターンを違えた複数種類のパターンモデル４を準備しておけば、このパターンモデル４だけを取り替えて種々のトレッドパターンのタイヤモデル２を容易に設定することができる。
【００２９】
なお図１４に誇張して略示するように、本実施形態のタイヤモデル２では、パターンモデル４の前記周方向ピッチＳｂが、ボディモデル３の前記周方向ピッチＳａに比べて小さいため、より滑らかとなって円形に近づく。このような形状の相違により、両モデルを結合すると、パターンモデル４の、前記ボディモデル３の外周面３ｏからの厚さｔがタイヤ周方向で異なる。具体的には、ボディモデル３の節点位置での厚さｔａが小さくなり、かつボディモデル３のタイヤ周方向で隣り合う前記節点の中間位置での厚さｔｂが大きくなる（ｔｂ＞ｔａ）。そして、このようなタイヤモデル２では、例えば接地シミュレーション又は転動シミュレーションを行った場合、実車評価等では本来接地圧が均一化する部分であるにも拘わらず、接地圧分布が不均一となり、解析結果が実車評価とはかけ離れたものとなる。
【００３０】
そこで、本発明では、タイヤモデル２において、前記パターンモデル４の外周面４ｏが、前記ボディモデル３の外周面３ｏと平行に近づく向きに該パターンモデル４の節点を移動させる処理を行う（変形ステップＳ４）。この変形ステップＳ４の一態様としては、例えば図１５に示すように、前記パターンモデル４の外周面４ｏが、前記ボディモデル３の外周面３ｏと平行な外周面４ｏ１に変化するようにその節点を移動させることができる。この場合、パターンモデル４の前記厚さｔａ、ｔｂをタイヤ周方向で実質的に一定とすることができる。従って、シミュレーションによる接地圧の均一化などを図り、実車評価時と近似した解析結果を得ることができる。
【００３１】
前記パターンモデル４の外周面の節点ｎを移動させる方法は、特に限定されず、種々の方法で実施することができる。例えば、図１６に誇張して示すように、ボディモデル３の外周面３ｏから厚さｔで平行な仮想面ＶＰを設定し、現在のパターンモデル４の外周面４ｏに現れる各節点ｎからこの仮想面ＶＰまでの法線ベクトルｊ１、ｊ２…を求め、これに基づき各節点ｎを移動させればよい。これにより、前記パターンモデル４の節点ｎと前記ボディモデル３の外周面３ｏとの相対距離が変えることができる。そして移動後の節点ｎ’の位置は、コンピュータ装置１の記憶装置に記憶させることができる。
【００３２】
また前記変形ステップＳ４の他の態様として、前記パターンモデル４の外周面４ｏを、前記ボディモデルの外周面と平行とするのに要する各節点ｎの移動量Ｊ（これは前記各法線ベクトルｊ１、ｊ２…の大きさにより与えられる）の０．３〜０．７倍の移動量Ｊａで各節点ｎを移動させることができる。図１６には、比（Ｊａ／Ｊ）を０．５に設定した場合の移動後のパターンモデル４の外周面４ｏ２を３点鎖線にて示している。この例では、パターンモデル４の前記厚さはタイヤ周方向で一定とするものではないが、一定に近づけつつパターンモデル４の該主面の滑らかな円弧形状を維持させることができる。これは、例えばタイヤモデル２を仮想路面で走行させる転動シミュレーションを行う際に、路面と接地するパターンモデル４の外周面の凸凹化を減じ、上下方向の大きな振動成分が生じるのを効果的に防止できる。
【００３３】
ここで、前記移動量の比（Ｊａ／Ｊ）が０．３未満であれば、パターンモデル４の厚さの不均一が解析精度の低下に現れやすく、逆に０．７倍を超えると、外周面の滑らかさが損なわれ、多角形化が進むため、転動シミュレーションにおいて不利となり易い。このような観点より、前記節点の移動量の比（Ｊａ／Ｊ）は、０．４〜０．６程度とするのが特に望ましい。
【００３４】
【実施例】
（テスト１）
表１に示す仕様に基づいてタイヤモデルを設定した。実施例１、実施例２は本発明の方法により作成したタイヤモデル（タイヤサイズ２０５／６５Ｒ１５）である。実施例１のタイヤモデルは、図１５に示すようにパターンモデルの外周面をボディモデルの外周面と実質的に平行としたもの、実施例２は図１６に３点鎖線で示すように、移動量の比をコントロール（Ｊａ／Ｊ＝０．５）とし、パターンモデルの外周面の滑らかさと厚さの均一化との両立を狙ったものである。また比較例１は、実施例１、２から変形ステップを行わなかったもの、比較例２は比較例１と同様であるがボディモデルの周方向ピッチに合わせてモデル化したものを示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
上記各タイヤモデルを使用して、内圧２００ｋＰａ、リム６．５ＪＪ、縦荷重４．５ｋＮ、スリップ角１゜、速度１０km／Ｈかつ平坦な仮想路面上で転動シミュレーションを行った。シミュレーションでは、上記転動走行により得られたコーナリングフォースを出力するとともに、計算時間を測定した。なおシミュレーションは、汎用解析ソフトウエア「ＬＳ−ＤＹＮＡ」と日本電気製のコンピュータＳＸ−４を使用して行なった。なお表１には実際のタイヤについて測定した結果を合わせて表示し、解析精度を比較した。テストの結果などを表１に示す。
【００３７】
テストの結果、実施例のものは解析精度を高めつつ計算時間の短縮化を図っていることが確認できた。次に、比較例１と実施例１とを仮想路面に静的に接地させたシミュレーションを行い接地形状を求めた。これを図１７、図１８に示す。色の濃淡で接地圧の分布を示すが、実施例１のものは比較例１のものに比べてより均一化していることが確認できる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明では、カーカス、ベルトを含みかつ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要素でモデル化したボディモデルと、前記タイヤボディ部よりもタイヤ半径方向外側をなすパターン部を、前記ボディ部要素モデルよりも小さい周方向ピッチの要素でモデル化したリング状のパターンモデルとをそれぞれ個別に設定し、前記ボディモデルの外周面と前記パターンモデルの内周面とを結合してタイヤモデルを設定しているため、路面と接地するパターン部においては、より詳細に解析することができる。またボディモデルの要素は、パターンモデルに比して相対的に大きいため、タイヤモデルの要素数が大幅に増大するのを防止できる。従って、解析精度の向上を図りつつ、計算時間の短縮化が期待できる。
【００３９】
また請求項１記載の発明では、タイヤモデルにおいて、パターンモデルの外周面及び内周面が、前記ボディ部要素モデルの外周面と平行に近づく向きに該パターンモデルの節点を移動させる変形ステップを含むことによって、要素数の相違に基づく、ボディモデルの外周面からのパターンモデルの外周面までの厚さの変化を減じることでさらに解析精度を向上させることができる。
【００４０】
また請求項２記載の発明のように、変形ステップが、前記パターンモデルの外周面及び内周面を、前記ボディ部要素モデルの外周面と平行として該パターンモデルの前記ボディモデルの外周面からの厚さを実質的に一定とするときには、パターン部の解析精度をより向上するのに役立つ。
【００４１】
また請求項３記載の発明のように、前記変形ステップは、前記パターンモデルの外周面及び内周面を、前記ボディ部要素モデルの外周面と平行とするのに要する各節点の移動量Ｌの０．３〜０．７倍の移動量で各節点を移動させるときにはパターンモデルの外周面の滑らかさを維持しつつパターン部の解析精度を向上するのに役立つ。
【００４２】
また請求項４記載の発明のように、前記パターンモデルは、要素の周方向ピッチが前記ボディモデルの要素の周方向ピッチの１／ｎ（ただし、ｎは２以上の整数）であるときには、前記変形ステップの計算を簡素化でき、モデルの作成からの計算時間をさらに短縮化しうる。
【００４３】
また請求項５記載の発明のように、前記ボディ設定ステップは、タイヤ子午線断面に定義された各節点を、仮想のタイヤ回転軸の周りに周方向ピッチで連続して複写することにより前記ボディモデルを設定することにより、モデルの作成からの計算時間をさらに短縮化しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タイヤの断面図である。
【図２】コンピュータ装置の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】ボディモデルの一例を示す斜視図である。
【図５】ボディモデル設定ステップの一例を示すフローチャートである。
【図６】ボディモデルの断面図である。
【図７】ボディモデルを設定方法を例示する斜視図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は要素化を例示する斜視図である。
【図９】コード補強材のモデル化を示す概念図である。
【図１０】パターンモデルの斜視図である。
【図１１】パターンモデルの展開図である。
【図１２】タイヤモデルの展開図である。
【図１３】ボディモデルとパターンモデルとの結合を説明する側面略図である。
【図１４】ボディモデルとパターンモデルとの結合を説明する側面略図である。
【図１５】パターンモデルの変形ステップを例示する側面略図である。
【図１６】パターンモデルの変形ステップの他の例を示す側面拡大略図である。
【図１７】実施例１の接地圧分布図である。
【図１８】比較例１の接地圧分布図である。
【図１９】（Ａ）はタイヤ、（Ｂ）はそのタイヤモデルをそれぞれ示す斜視図である。
【図２０】（Ａ）はタイヤのトレッド面、（Ｂ）はタイヤモデルのトレッド面をそれぞれ示す斜視図である。
【符号の説明】
Ｔタイヤ
２タイヤモデル
３ボデイモデル
４パターンモデル
５コード補強材要素モデル
７仮想路面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of creating a tire model that can improve the analysis accuracy of a pattern portion that contacts a road surface without causing a significant increase in the number of elements.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
Conventionally, the development of tires has been carried out in a repetitive process of making a prototype, experimenting with it, and making further prototypes of improved products from the experimental results. This method has a limit in improving development efficiency because it requires a lot of cost and time to manufacture and experiment with prototypes. In order to overcome such problems, in recent years, a method for predicting and analyzing a certain level of performance without trial manufacture of a tire by computer simulation using a numerical analysis method or the like has been proposed.
[0003]
Various numerical analysis methods are used for computer simulation, for example, those using a finite element method are well known. In this Finite Element Method, the tire T as shown in FIG. 19A is replaced with a tire model m composed of a finite number of elements e, e..., And various boundary conditions are given to the tire model m. Analyze the whole thing.
[0004]
In such a numerical analysis method, the analysis accuracy can be improved as the tire T is divided by smaller elements e. However, the division by the small element e has a disadvantage that the number of elements included in the tire model m increases and the calculation time required for the analysis becomes remarkably long. In other words, improvement in analysis accuracy and reduction in calculation time are contradictory matters.
[0005]
20A and 20B, the actual tire T has a smooth circular contour on the road surface and the pattern portion a that contacts the road surface. In the tire model m, each node n of the element e. It becomes a polygonal shape with apex. Therefore, if the number of elements of the tire model m is reduced in order to shorten the calculation time, the pattern portion b becomes uneven, and, for example, when the rolling simulation is performed, the vertical force greatly oscillates, which is different from the actual driving situation. There is a drawback that shows the analysis results.
[0006]
The present invention has been devised in view of the above problems, a body model setting step for setting a body model in which a tire body part including a carcass, a belt, and the like is modeled as an element, and more than this body model. A ring-shaped pattern model modeled with small circumferential pitch elements is set, and the tire model is combined by combining the outer peripheral surface of the body model and the inner peripheral surface of the pattern model. It is useful for improving analysis accuracy while suppressing an increase in calculation time based on moving the nodes of the pattern model so that the outer peripheral surface and the inner peripheral surface approach parallel to the outer peripheral surface of the body model. The purpose is to provide a tire model creation method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 of the present invention is a tire model creation method for creating a tire model in which a tire to be evaluated is modeled by a finite number of elements that can be numerically analyzed, and includes at least a carcass and a belt. A body model setting step for setting a body model obtained by modeling a tire body part including a cord reinforcing material including, a rubber part including sidewall rubber and bead rubber, and a bead core continuous in the same circumferential shape in the tire circumferential direction; A pattern model setting step for setting a ring-shaped pattern model obtained by modeling a pattern portion that is radially outside of the tire body portion with an element having a circumferential pitch smaller than that of the body model; and an outer periphery of the body model A coupling step of coupling a surface and an inner peripheral surface of the pattern model to form a tire model; In serial tire model, the direction outer peripheral surface of the pattern model is approaching parallel to the outer peripheral surface of the body model,Move the nodes of the pattern modelTo change the relative distance between the node of the pattern model and the outer peripheral surface of the body model.And a modification step.
[0008]
In the invention according to claim 2, in the deformation step, the outer peripheral surface of the pattern model is made parallel to the outer peripheral surface of the body model, and the thickness of the pattern model from the outer peripheral surface of the body model is substantially constant. The tire model creating method according to claim 1, wherein:
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the deformation step, the movement amount of each node required to make the outer peripheral surface of the pattern model parallel to the outer peripheral surface of the body model is 0.3 to 0.7 times. The tire model creation method according to claim 1, wherein each of the nodes is moved by a movement amount.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the pattern model, the circumferential pitch of the elements is 1 / n (where n is an integer of 2 or more) of the circumferential pitch of the elements of the body model. A method for creating a tire model according to any one of claims 1 to 3.
[0011]
Further, in the invention according to claim 5, in the body model setting step, each node defined in a tire meridian section of the tire body portion is continuously copied around a virtual tire rotation axis at a circumferential pitch. The tire model creation method according to any one of claims 1 to 4, wherein the body model is set including
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, a passenger car radial tire (hereinafter, simply referred to as a tire) T as shown in FIG. 1 is simulated. The tire T includes a carcass 16 composed of a carcass ply 16a folded from the tread portion 12 through the sidewall portion 13 and around the bead core 15 of the bead portion 14; And a cord reinforcement member F including a belt layer 17 disposed on the belt.
[0013]
The carcass ply 16a is configured by covering a carcass cord made of an organic fiber cord such as polyester with a topping rubber. In the belt layer 17, in this example, a belt cord made of steel is inclined and arranged at a small angle (for example, about 10 to 25 degrees) with respect to the tire circumferential direction, and the two

outer belt plies

17A and 17B are arranged. The belt cords are overlapped in a direction that intersects each other. In addition to the carcass 16 and the belt layer 17, the cord reinforcing material F may include various plies such as a band ply and a bead reinforcing ply.
[0014]
The tread portion 12 is formed with a vertical groove G1 extending in the tire circumferential direction and a horizontal groove G2 extending in a direction intersecting with the vertical groove G1. In this example, the vertical groove G1 and the horizontal groove G2 have the same groove depth.
[0015]
In the tire T, a tread rubber 20, a side wall rubber 21, a bead rubber 22, and the like are disposed outside the cord reinforcing material F. The bead portion 14 is provided with a bead apex rubber 18 extending in a tapered shape on the outer side in the tire radial direction. The tread rubber 20 is disposed on the outer side in the radial direction of the belt layer 17. The tread rubber 20 is disposed on the outer side of the base rubber portion 20a and the base rubber portion 20a between the groove bottom line L1 of the vertical groove G1 and the horizontal groove G2 and the outer surface of the belt layer 7 in the tire meridional section. By including the surface of the tread portion 12, the cap rubber portion 20b can be physically or virtually divided into contact with the road surface.
[0016]
The present invention provides a method of creating a tire model 2 in which such a tire T to be evaluated is modeled with a finite number of elements that can be numerically analyzed. For such a method, a computer apparatus 1 as shown in FIG. 2 is preferably used. The computer device 1 is composed of a main body 1a, a keyboard 1b and mouse 1c as input means, and a display device 1d as output means. Although not shown in the figure, the main body 1a is provided with a storage device such as a processing unit (CPU), a ROM, a working memory, a large capacity storage device such as a magnetic disk, or a CD-ROM or flexible disk drive 1a1, 1a2. As appropriate. The storage device stores a processing procedure (program) in advance for executing a method to be described later. Preferably, EWSa is used.
[0017]
FIG. 3 shows a flowchart as an example of a tire model creation method of the present embodiment. First, in the present embodiment, a body model 2 is set in which a tire body portion B continuous in the tire circumferential direction with the same cross-sectional shape (and preferably substantially the same material) is modeled as an element (body model setting step S1). . In this embodiment, the tire body portion B includes a cord reinforcing material F including the carcass 16 and the belt 17, a side wall rubber 21, a bead rubber 22, a bead apex rubber 18, an inner liner rubber 19, and a base rubber portion of a tread rubber 20. It is defined as a toroid-like body composed of a rubber part including 20a and a bead core 15. That is, the tire body portion B of the present embodiment is defined as a portion obtained by removing the cap rubber portion 20b of the tread rubber 20 from the tire T.
[0018]
FIG. 4 is a perspective view showing an example of the body model 3, and FIG. 5 is a flowchart showing an example for setting the body model 3. In this example, as shown in FIG. 6, a node n is defined in the meridian cross section including the tire rotation axis of the tire body part B (step S11). The node n is a dividing point for dividing the tire body portion, which is a continuous body, into a finite number of elements. Physical points such as at least the contour line of the tire body portion B and the boundary between the cord reinforcing material F and the rubber portion In particular, it is desirable to determine the interface between parts having different materials, and further, the position where each material is divided into minute regions. Then, the coordinates (Xi, Yi, Zi) of all the determined nodes n are stored in the storage unit of the computer device 1.
[0019]
The arrangement method of the node n is not particularly limited and can be variously performed according to the custom. However, if the number of nodes included in the meridian section is too small, the analysis accuracy is likely to be lowered, and conversely, the number is too large. However, the calculation time tends to increase, which is not preferable.From such a viewpoint, it is desirable to determine the number of nodes included in the one meridian section.
[0020]
Next, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, a process of continuously copying each node n defined in the one meridian section around the virtual tire rotation axis at a circumferential pitch Sa (step) S12). That is, an arbitrary node n1 is copied over the entire circumference of the tire in order of n2, n3. If the circumferential pitch Sa is too small, the number of nodes increases remarkably, and if it is too large, the modeling of the body model becomes rough and the analysis accuracy tends to decrease. From such a viewpoint, although not particularly limited, for example, when not paying attention to one place of the tire as in the cornering simulation, the circumferential pitch Sa is 2 to 10 °, more preferably 4 to 4 in terms of the angular pitch with respect to the tire rotation axis. It is desirable to set a constant value of about 8 °. On the other hand, in the case of paying attention to the ground contact portion with the projection as in the simulation over the projection, the vicinity of the ground contact portion is set to 1 to 15 °, more preferably about 1 to 9 °, and the rest is the angle It is desirable that the angle be larger than, for example, about 10 to 12 °.
[0021]
Next, the nodes ni and ni + 1 (i is a natural number) adjacent in the tire circumferential direction are appropriately connected to form an element (step S13). For example, as shown in FIG. 8A, other nodes in the tire meridian section are taken in and defined as a three-dimensional element such as a hexahedral element e1 or a pentahedral element e2. ) As a plane element such as a quadrilateral element e3. For example, it is preferable that the rubber part, the bead core and the like are formed as a three-dimensional element, and the cord reinforcing material F is formed as a planar element. For each element, material properties such as the elastic modulus and rigidity of each rubber and cord that they model are defined and stored in the storage device. In the case of the three-dimensional element, each surface forming the element is not a curved surface but a plane. Therefore, the outline of the outer peripheral surface 3o of the body model 3 is not a circle but a polygonal shape approximated to a circle.
[0022]
Particularly preferably, as shown in FIG. 9, the minute region of the cord reinforcing material F includes a hexahedral solid for the cord material c on the

quadrilateral membrane elements

5 a and 5 b and for the topping rubber tg covering the cord material c. It is desirable to use the cord reinforcement model 5 modeled by the

elements

5c, 5d, and 5e. For the tetrahedral membrane element 5a, the thickness of the cord material c is, for example, the diameter of the cord material c, and an orthotropic material having different rigidity in the arrangement direction of the cord material c and the direction orthogonal thereto is defined. Further, the hexahedral solid elements 5c to 5e representing the topping rubber tg of the cord reinforcing material F are preferably defined as, for example, a superviscoelastic material, like other rubber members.
[0023]
By performing the processing as described above, the body model 3 as shown in FIG. 4 can be set. The method of setting the body model 3 is not limited to the above, and can be set by, for example, capturing data from three-dimensional CAD data.
[0024]
Next, in the present embodiment, as shown in FIG. 10 and FIG. 11 which is a partial development view thereof, a process of setting the pattern model 4 that models the pattern portion P is performed (pattern model setting step S2). The pattern model setting step S2 may be performed prior to the body model setting step S1 or may be performed in parallel. As shown in FIG. 1, the pattern portion P is a portion formed outside the tire body portion B. In this example, the cap rubber portion 20b (however, the groove bottom surfaces of the vertical groove G1 and the horizontal groove G2 are included). This is the case.
[0025]
In the pattern portion P, the longitudinal groove G1 and the lateral groove G2 are recessed, so that the cross-sectional shape is not continuous in the tire circumferential direction. Therefore, it cannot be modeled similarly to the tire body part B. The pattern model 4 is in the form of a ring having an outer peripheral surface 4o to be brought into contact with the road surface for calculation and an inner peripheral surface 4i to be connected to the body model 3 for calculation, mainly the three-dimensional element, Preferably, the longitudinal groove G1, the lateral groove G2, and further siping are modeled almost faithfully by appropriately combining tetrahedron elements or hexahedron elements that are relatively easy to model complex groove shapes and the like. The modeling is not particularly limited, but can be performed by a method of diverting the coordinate values of each part from the three-dimensional CAD data or a method using a general-purpose modeling program.
[0026]
The pattern model 4 is modeled by a finite number of

elements

4a, 4b,... At a circumferential pitch Sb smaller than that of the body model 3. The circumferential pitch Sb may be constant at each portion in the tire axial direction, or may be varied as in this example. In any case, it is set smaller than the circumferential pitch Sa of the body model 3. This is because, in the pattern portion P, complicated stress and distortion are generated by repeating contact with the road surface and release, so that the movement of the pattern portion P is examined in more detail. From such a viewpoint, although not particularly limited, the circumferential pitch Sb of the elements of the pattern model 4 is preferably 1/2 to 1/20 of the circumferential pitch Sa of the elements of the body model 3. The pitch ratio (Sb / Sa) is preferably 1 / n (where n is an integer of 2 or more).
[0027]
Next, in the present embodiment, the process of setting the tire model 2 is performed by connecting the outer peripheral surface 3o of the body model 3 and the inner peripheral surface 4i of the pattern model 4 as visualized in FIG. Performed (joining step S3) The coupling is numerically coupling the outer peripheral surface 3o of the body model 3 and the inner peripheral surface 4i of the pattern model 4, in other words, as shown exaggeratedly in FIG. Are defined so that the relative distance between the planes p1, p2,... Forming each and the nodes n appearing on the inner peripheral surface 4i of the pattern model 4 facing the outer peripheral surface 3o is not displaced. This condition is maintained even when the tire model 2 is deformed.
[0028]
In the present invention, since the circumferential pitch in modeling is different between the body model 3 and the pattern model 4, it is not possible to share all the nodes at the joint portion of both members. Rather, if it is attempted to share the nodes, it is necessary to perform modeling in accordance with any circumferential pitch, leading to a decrease in analysis accuracy or a significant increase in calculation time as described above. Therefore, as in the present invention, the body model 3 and the pattern model 4 are analyzed by combining the body model 3 and the pattern model 4 as described above while calculating the circumferential pitch at the time of modeling differently. A decrease in accuracy and a significant increase in calculation time can be prevented. If a plurality of types of pattern models 4 having different patterns are prepared in the tire model 2, it is possible to easily set tire models 2 having various tread patterns by replacing only the pattern model 4.
[0029]
14, in the tire model 2 of the present embodiment, since the circumferential pitch Sb of the pattern model 4 is smaller than the circumferential pitch Sa of the body model 3, it is smoother. It becomes a circle. Due to the difference in shape, when both models are combined, the thickness t of the pattern model 4 from the outer peripheral surface 3o of the body model 3 differs in the tire circumferential direction. Specifically, the thickness ta at the node position of the body model 3 decreases, and the thickness tb at the intermediate position between the nodes adjacent in the tire circumferential direction of the body model 3 increases (tb> ta). In such a tire model 2, for example, when a ground contact simulation or a rolling simulation is performed, the ground pressure distribution becomes non-uniform in an actual vehicle evaluation or the like even though the ground pressure is originally uniformed. The result is far from the actual vehicle evaluation.
[0030]
Therefore, in the present invention, in the tire model 2, a process of moving the nodes of the pattern model 4 in a direction in which the outer peripheral surface 4o of the pattern model 4 approaches parallel to the outer peripheral surface 3o of the body model 3 is performed (deformation step). S4). As one mode of the deformation step S4, for example, as shown in FIG. 15, the node is set so that the outer peripheral surface 4o of the pattern model 4 changes to an outer peripheral surface 4o1 parallel to the outer peripheral surface 3o of the body model 3. Can be moved. In this case, the thicknesses ta and tb of the pattern model 4 can be made substantially constant in the tire circumferential direction. Therefore, the ground contact pressure can be made uniform by simulation, and an analysis result approximate to that at the time of actual vehicle evaluation can be obtained.
[0031]
The method for moving the node n on the outer peripheral surface of the pattern model 4 is not particularly limited, and can be implemented by various methods. For example, as shown exaggeratedly in FIG. 16, a virtual surface VP that is parallel with a thickness t is set from the outer peripheral surface 3 o of the body model 3, and this virtual n is displayed from each node n that appears on the outer peripheral surface 4 o of the current pattern model 4. The normal vectors j1, j2,... Up to the plane VP are obtained, and each node n may be moved based on this.Thereby, the relative distance between the node n of the pattern model 4 and the outer peripheral surface 3o of the body model 3 can be changed.Then, the position of the node n ′ after the movement can be stored in the storage device of the computer apparatus 1.
[0032]
As another form of the deformation step S4, the movement amount J of each node n required to make the outer peripheral surface 4o of the pattern model 4 parallel to the outer peripheral surface of the body model (this is the normal vector j1). , J2... (Given by the magnitude of j2. In FIG. 16, the outer peripheral surface 4o2 of the pattern model 4 after movement when the ratio (Ja / J) is set to 0.5 is indicated by a three-dot chain line. In this example, the thickness of the pattern model 4 is not constant in the tire circumferential direction, but the smooth arc shape of the main surface of the pattern model 4 can be maintained while approaching constant. For example, when performing a rolling simulation in which the tire model 2 travels on a virtual road surface, the unevenness of the outer peripheral surface of the pattern model 4 that contacts the road surface is reduced, and a large vibration component in the vertical direction is effectively generated. Can be prevented.
[0033]
Here, if the ratio (Ja / J) of the movement amount is less than 0.3, the unevenness of the thickness of the pattern model 4 is likely to appear in the deterioration of the analysis accuracy. Since the smoothness of the outer peripheral surface is impaired and polygonalization progresses, it tends to be disadvantageous in rolling simulation. From such a viewpoint, it is particularly preferable that the ratio of the movement amount of the nodes (Ja / J) is about 0.4 to 0.6.
[0034]
【Example】
(Test 1)
A tire model was set based on the specifications shown in Table 1. Examples 1 and 2 are tire models (tire size 205 / 65R15) created by the method of the present invention. In the tire model of Example 1, the outer peripheral surface of the pattern model is substantially parallel to the outer peripheral surface of the body model as shown in FIG. 15, and the tire model in Example 2 moves as shown by the three-dot chain line in FIG. The ratio of the amounts is controlled (Ja / J = 0.5), and both the smoothness of the outer peripheral surface of the pattern model and the uniform thickness are aimed at. Comparative Example 1 shows the case where the deformation step is not performed from Examples 1 and 2, and Comparative Example 2 is the same as Comparative Example 1 but is modeled according to the circumferential pitch of the body model.
[0035]
[Table 1]

[0036]
Using each of the tire models, a rolling simulation was performed on a flat virtual road surface with an internal pressure of 200 kPa, a rim of 6.5 JJ, a longitudinal load of 4.5 kN, a slip angle of 1 °, a speed of 10 km / H. In the simulation, the cornering force obtained by the rolling running was output and the calculation time was measured. The simulation was performed using general-purpose analysis software “LS-DYNA” and NEC computer SX-4. Table 1 also shows the results of measurements on actual tires, and compares the analysis accuracy. Table 1 shows the test results.
[0037]
As a result of the test, it was confirmed that the examples were designed to shorten the calculation time while improving the analysis accuracy. Next, a simulation in which Comparative Example 1 and Example 1 were statically grounded on a virtual road surface was performed to obtain a grounding shape. This is shown in FIGS. Although the contact pressure distribution is shown by the color shading, it can be confirmed that the example 1 is more uniform than the comparative example 1.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the body model in which the tire body portion including the carcass and the belt and continuing in the same circumferential shape in the tire circumferential direction is modeled as an element, and the tire is more than the tire body portion. A ring-shaped pattern model obtained by modeling the pattern part forming the radially outer side with an element having a circumferential pitch smaller than the body part element model is individually set, and the outer peripheral surface of the body model and the pattern model Since the tire model is set by combining the inner peripheral surface, the pattern portion that contacts the road surface can be analyzed in more detail. Further, since the body model elements are relatively larger than the pattern model, it is possible to prevent the number of tire model elements from significantly increasing. Therefore, shortening of the calculation time can be expected while improving the analysis accuracy.
[0039]
Further, in the invention according to claim 1, the tire model includes a deformation step of moving the nodes of the pattern model so that the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the pattern model approach parallel to the outer peripheral surface of the body part element model. Thus, the analysis accuracy can be further improved by reducing the change in thickness from the outer peripheral surface of the body model to the outer peripheral surface of the pattern model based on the difference in the number of elements.
[0040]
According to a second aspect of the present invention, in the deformation step, the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the pattern model are made parallel to the outer peripheral surface of the body part element model from the outer peripheral surface of the body model. When the thickness is made substantially constant, it helps to further improve the analysis accuracy of the pattern portion.
[0041]
According to a third aspect of the present invention, in the deformation step, the movement amount L of each node required to make the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the pattern model parallel to the outer peripheral surface of the body part element model. When moving each node by a movement amount of 0.3 to 0.7 times, it is useful for improving the analysis accuracy of the pattern portion while maintaining the smoothness of the outer peripheral surface of the pattern model.
[0042]
According to a fourth aspect of the present invention, when the pattern model has a circumferential pitch of elements that is 1 / n of the circumferential pitch of the elements of the body model (where n is an integer of 2 or more), The calculation of the deformation step can be simplified, and the calculation time from the creation of the model can be further shortened.
[0043]
According to a fifth aspect of the present invention, in the body setting step, the body model is obtained by continuously copying each node defined in the tire meridian section around the virtual tire rotation axis at a circumferential pitch. By setting, the calculation time from model creation can be further shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a tire.
FIG. 2 is a perspective view illustrating an example of a computer device.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a processing procedure of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a body model.
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a body model setting step.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a body model.
FIG. 7 is a perspective view illustrating a method for setting a body model.
FIGS. 8A and 8B are perspective views illustrating elementization. FIGS.
FIG. 9 is a conceptual diagram showing modeling of a cord reinforcing material.
FIG. 10 is a perspective view of a pattern model.
FIG. 11 is a development view of a pattern model.
FIG. 12 is a development view of a tire model.
FIG. 13 is a schematic side view illustrating the coupling between the body model and the pattern model.
FIG. 14 is a schematic side view illustrating the coupling between the body model and the pattern model.
FIG. 15 is a schematic side view illustrating a deformation step of a pattern model.
FIG. 16 is an enlarged schematic side view showing another example of a pattern model deformation step;
17 is a distribution diagram of ground pressure in Example 1. FIG.
18 is a distribution diagram of ground pressure in Comparative Example 1. FIG.
19A is a perspective view showing a tire, and FIG. 19B is a perspective view showing the tire model.
20A is a perspective view showing a tread surface of a tire, and FIG. 20B is a perspective view showing a tread surface of a tire model.
[Explanation of symbols]
T tire
2 Tire model
3 Body model
4 Pattern model
5 Cord reinforcement element model
7 virtual road surface

Claims

A tire model creation method for creating a tire model in which a tire to be evaluated is modeled with a finite number of elements that can be numerically analyzed.
Body that sets a body model that models at least the tire body part that has the same cross-sectional shape in the tire circumferential direction as a cord reinforcing material including at least carcass and belt, rubber part including sidewall rubber and bead rubber, and bead core A model setting step;
A pattern model setting step for setting a ring-shaped pattern model obtained by modeling a pattern portion that is radially outside of the tire body portion with a smaller circumferential pitch than the body model;
A combining step of combining the outer peripheral surface of the body model and the inner peripheral surface of the pattern model to set a tire model;
In the tire model, the orientation outer peripheral surface closer parallel to the outer peripheral surface of the body model of the pattern models, by moving the nodes of the pattern model, relative to the outer peripheral surface of the node between the body model of the pattern models A tire model creating method comprising: a deformation step for changing the distance .

The tire model creation method according to claim 1, wherein the deforming step makes the outer peripheral surface of the pattern model substantially parallel to the outer peripheral surface of the body model.

In the deformation step, each of the nodes has a movement amount of 0.3 to 0.7 times the movement amount of each node required to make the outer peripheral surface of the pattern model substantially parallel to the outer peripheral surface of the body model. The tire model creating method according to claim 1, wherein the tire model is moved.

4. The pattern model according to claim 1, wherein a circumferential pitch of the elements is 1 / n of a circumferential pitch of the elements of the body model (where n is an integer of 2 or more). The tire model creation method described in 2.

The body model setting step includes a process of continuously copying each node defined in a tire meridian section of the tire body portion around a virtual tire rotation axis at a small circumferential pitch. Item 5. A method for creating a tire model according to any one of Items 1 to 4.