JP2003118328A - Method for predicting rolling resistance of tire - Google Patents
Method for predicting rolling resistance of tireInfo
- Publication number
- JP2003118328A JP2003118328A JP2001315695A JP2001315695A JP2003118328A JP 2003118328 A JP2003118328 A JP 2003118328A JP 2001315695 A JP2001315695 A JP 2001315695A JP 2001315695 A JP2001315695 A JP 2001315695A JP 2003118328 A JP2003118328 A JP 2003118328A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tire
- strain
- rolling resistance
- model
- history
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Tires In General (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、比較的簡易にタイ
ヤの転がり抵抗をコンピュータを用いて予測しうるタイ
ヤの転がり抵抗予測方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tire rolling resistance predicting method capable of relatively easily predicting a tire rolling resistance by using a computer.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
地球環境資源の有効な利用を図るために、車両の燃費の
向上が臨まれている。これはタイヤについても例外では
なく、従来より、転がり抵抗の小さなタイヤが種々研究
されている。従来、タイヤの転がり抵抗性能の評価は、
タイヤを実際に試作しかつ試験を行うことによって行わ
れている。しかしながら、これらの方法では、試作タイ
ヤを製造するため又試作タイヤの試験を行なうために多
大の時間、費用、労力を必要とする。従って、開発効率
のさらなる向上が望まれている。2. Description of the Related Art In recent years,
In order to make effective use of global environmental resources, the fuel efficiency of vehicles is being improved. This is not an exception for tires, and various tires with low rolling resistance have been studied in the past. Conventionally, the evaluation of rolling resistance performance of tires is
This is done by actually prototyping and testing the tire. However, these methods require a great deal of time, cost, and labor to manufacture a trial tire and to test the trial tire. Therefore, further improvement in development efficiency is desired.
【0003】本発明では、このような実状に鑑み案出な
されたもので、実際にタイヤを試作することなく、転が
り抵抗を比較的簡易に予測することができ、タイヤの開
発を能率化するのに役立つタイヤの転がり抵抗予測方法
を提供することを目的としている。The present invention has been devised in view of such an actual situation, and the rolling resistance can be predicted relatively easily without actually making a trial tire, and the development of the tire can be streamlined. The purpose of the present invention is to provide a method for predicting rolling resistance of tires that is useful for.
【0004】[0004]
【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、コンピュータを用いてタイヤの転がり抵抗
を予測するタイヤの転がり抵抗予測方法であって、ゴム
材と、カーカス、ベルトを含む繊維複合材と、非伸張性
のビードコアとがタイヤ周方向に同一断面形状で連続し
かつ数値解析が可能な要素でモデル化されたタイヤモデ
ルを設定するステップと、予め定めた境界条件に基づい
てタイヤモデルを路面モデルに接地させるステップと、
前記タイヤモデルの一のタイヤ子午線断面に現れる各要
素について、該タイヤモデルが1回転したときの歪の履
歴を計算するステップと、各要素について、前記歪の履
歴から得られる歪の最大振幅と、その要素の材料特性
と、該要素の初期体積とからエネルギーロスを計算する
ステップと、各要素のエネルギーロスの総和である全エ
ネルギーロスをタイヤモデルの周長で除すことにより転
がり抵抗を得るステップとを含むことを特徴としてい
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of predicting rolling resistance of a tire using a computer, which comprises a rubber material, a carcass and a belt. A step of setting a tire model in which the fiber composite material including the non-stretchable bead core is continuous in the tire circumferential direction with the same cross-sectional shape and modeled with an element capable of numerical analysis, and based on predetermined boundary conditions Step to ground the tire model to the road surface model,
For each element that appears in one tire meridian section of the tire model, a step of calculating a strain history when the tire model makes one revolution, and for each element, a maximum amplitude of strain obtained from the strain history, Calculating the energy loss from the material properties of the element and the initial volume of the element, and obtaining the rolling resistance by dividing the total energy loss, which is the sum of the energy loss of each element, by the circumference of the tire model. It is characterized by including and.
【0005】また請求項2記載の発明は、前記ゴム材を
モデル化した要素は、タイヤ子午線方向、タイヤ周方向
及びタイヤ子午線方向と直角な厚さ方向における垂直歪
とせん断歪との履歴が計算されることを特徴とする請求
項1記載のタイヤの転がり抵抗予測方法である。According to a second aspect of the present invention, in the element that models the rubber material, the history of vertical strain and shear strain in the tire meridian direction, the tire circumferential direction, and the thickness direction perpendicular to the tire meridian direction is calculated. The method for predicting rolling resistance of a tire according to claim 1, wherein:
【0006】また請求項3記載の発明は、前記繊維複合
材をモデル化した要素は、タイヤ子午線方向及びタイヤ
周方向における垂直歪の履歴が計算されることを特徴と
する請求項1又は2記載のタイヤの転がり抵抗予測方法
である。The invention according to claim 3 is characterized in that, for the element modeling the fiber composite material, the history of vertical strain in the tire meridian direction and the tire circumferential direction is calculated. Is a method for predicting rolling resistance of tires.
【0007】[0007]
【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。図1には、本発明の転がり抵抗予測
方法を実施するためのコンピュータ装置1が示されてい
る。このコンピュータ装置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(CP
U)、ROM、作業用メモリー、磁気ディスクなどの大
容量記憶装置、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、前記大容量記憶装置には後述する方法を実
行するための処理手順(プログラム)が記憶されてい
る。好適には、EWSなどが用いられる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a computer device 1 for implementing the rolling resistance prediction method of the present invention. The computer device 1 includes a main body 1a, a keyboard 1b and a mouse 1c as input means, and a display device 1d as output means. Although not shown in the main body 1a, a processor (CP
U), a ROM, a working memory, a mass storage device such as a magnetic disk, and a storage device such as a CD-ROM or a flexible disk drive 1a1 or 1a2. The mass storage device stores a processing procedure (program) for executing a method described later. EWS or the like is preferably used.
【0008】図2には、本実施形態の処理手順の一例が
示されており、以下順に説明する。先ず本実施形態で
は、ゴム材と、カーカス、ベルトを含む繊維複合材と、
非伸張性のビードコアとがタイヤ周方向に同一断面形状
で連続しかつ数値解析が可能な要素からなるタイヤモデ
ルを設定する処理を行う(ステップS1)。数値解析が
可能とは、例えば有限要素法、有限体積法、差分法又は
境界要素法といった数値解析法にて取り扱い可能なこと
を意味し、本例では有限要素法を採用したものを例示す
る。FIG. 2 shows an example of the processing procedure of this embodiment, which will be described below in order. First, in the present embodiment, a rubber material, a carcass, a fiber composite material including a belt,
A process of setting a tire model including non-stretchable bead cores which are continuous in the tire circumferential direction with the same cross-sectional shape and which can be numerically analyzed is performed (step S1). The numerical analysis is possible means that it can be handled by a numerical analysis method such as a finite element method, a finite volume method, a difference method, or a boundary element method. In this example, the one adopting the finite element method is exemplified.
【0009】図3は、タイヤモデル2の一例を3次元上
に視覚化して表し、図4にはタイヤ回転軸を含むタイヤ
子午線断面を示す。タイヤモデル2は、解析しようとす
るタイヤを有限個の小さな要素2a、2b、2c…に分
割してモデル化されることにより、前記コンピュータ装
置1にて取り扱い可能な数値データとなる。具体的に
は、各要素2a、2b、2c…の節点座標値、形状、材
料特性、例えば密度、弾性率、損失正接又は減衰係数な
どが定義される。各要素2a、2b、2c…には、例え
ば2次元平面としての三角形ないし四角形の膜要素、3
次元要素としては、複雑な形状を表現するのに適した4
面体ソリッド要素が好ましい。但し、これ以外にも5面
体ソリッド要素、6面体ソリッド要素などを用いること
もでき、いずれもコンピュータで処理可能な要素が用い
られる。FIG. 3 is a three-dimensional visualization of an example of the tire model 2, and FIG. 4 shows a tire meridian section including the tire rotation axis. The tire model 2 becomes numerical data that can be handled by the computer 1 by dividing the tire to be analyzed into a finite number of small elements 2a, 2b, 2c ... Specifically, the nodal coordinate values, shapes, and material properties of the respective elements 2a, 2b, 2c ... Are defined, for example, density, elastic modulus, loss tangent or damping coefficient. Each of the elements 2a, 2b, 2c ... Has a triangular or quadrangular membrane element as a two-dimensional plane, 3
As a dimensional element, it is suitable for expressing complicated shapes.
Faced solid elements are preferred. However, other than this, a pentahedral solid element, a hexahedral solid element, or the like can be used, and any element that can be processed by a computer is used.
【0010】本例ではタイヤを構成するゴム材とビード
コアとは、3次元形状のソリッド要素e1でモデル化さ
れる。ゴム材をモデル化した要素は、例えば超粘弾性材
料として定義しうる。一方、ビードコア5は表面が剛を
なし実質的に変形不能なソリッド要素として取り扱うこ
とができる。また図5に示すように、タイヤを構成して
いる繊維複合材、例えばベルトプライ、カーカスプラ
イ、バンドプライ等は、コード配列体cを例えば四辺形
の膜要素5a、5bに、またコード配列体cを内外から
被覆しているトッピングゴムtについてはソリッド要素
5c〜5eにそれぞれモデル化し、これらを厚さ方向に
積層した複合シェル要素5としてモデル化しうる。膜要
素5a、5bには、例えばコードc1の直径に等しい厚
さと、コードc1の配列方向(直線にて示す)とこれと
直交する方向とにおいて剛性の異なる異方性とが定義さ
れる。なお、各要素は、各ゴム、コード材などの弾性係
数(縦弾性係数、横弾性係数)、コード、ゴムの複素弾
性率、損失正接tanδ、ビードコアの弾性率などに基
づき材料特性が定義される。In this example, the rubber material and the bead core which form the tire are modeled by a three-dimensional solid element e1. The element modeling the rubber material can be defined as, for example, a super viscoelastic material. On the other hand, the bead core 5 can be treated as a solid element having a rigid surface and substantially non-deformable. Further, as shown in FIG. 5, in the fiber composite material constituting the tire, for example, belt ply, carcass ply, band ply, etc., the cord array c is, for example, a quadrilateral membrane element 5a, 5b, and the cord array. The topping rubber t covering c from the inside and outside can be modeled as solid elements 5c to 5e, respectively, and can be modeled as a composite shell element 5 in which these are laminated in the thickness direction. For the membrane elements 5a and 5b, for example, a thickness equal to the diameter of the cord c1 and anisotropy of different rigidity in the arrangement direction (shown by a straight line) of the cord c1 and the direction orthogonal thereto are defined. In addition, each element has its material property defined based on the elastic modulus (longitudinal elastic modulus, transverse elastic coefficient) of each rubber or cord material, the complex elastic modulus of the cord, the rubber, the loss tangent tan δ, the elastic modulus of the bead core, and the like. .
【0011】また本例のタイヤモデル2は、トレッド面
が溝を有しない平滑面として構成されたものを例示する
がこれに限定されるものではない。また、このようなタ
イヤモデル2は、本実施形態では、前記タイヤ子午線断
面において先ず図4に示す2次元断面形状を特定し、こ
れを図7に示すように、そのタイヤ回転軸の回りに周方
向に回転させかつ所定の周方向長さsで等分に単位化す
ることにより、比較的簡単に3次元形状としてモデル化
することができる。これにより、タイヤモデル2は、タ
イヤ周方向に同一断面形状が連続することとなる。Further, the tire model 2 of this embodiment is exemplified by the one in which the tread surface is formed as a smooth surface having no groove, but is not limited to this. In addition, in the tire model 2 as described above, in the present embodiment, first, the two-dimensional cross-sectional shape shown in FIG. 4 is specified in the tire meridian section, and as shown in FIG. It is possible to model as a three-dimensional shape relatively easily by rotating in the direction and unitizing into equal parts with a predetermined circumferential length s. As a result, in the tire model 2, the same cross-sectional shape is continuous in the tire circumferential direction.
【0012】次に本実施形態では、予め定めた境界条件
に基づいてタイヤモデル2を路面モデル14に接地させ
る処理を行う(ステップS2)。いわゆる接地シミュレ
ーションであって、本例では、図6に示すように、タイ
ヤモデル2を回転させることなく静止した状態で路面モ
デル14に接地させかつ縦荷重Pを作用させるものを示
す。Next, in this embodiment, the tire model 2 is brought into contact with the road surface model 14 based on a predetermined boundary condition (step S2). This is a so-called ground contact simulation, and in this example, as shown in FIG. 6, the tire model 2 is brought into contact with the road surface model 14 in a stationary state without rotating and the vertical load P is applied.
【0013】設定される境界条件としては、例えば装着
リムによるリム組み条件、充填される内圧、仮想のタイ
ヤ回転軸に作用する軸荷重、路面摩擦係数などに基づい
た各種の条件が含まれる。The boundary conditions to be set include various conditions based on, for example, a rim assembly condition by a mounting rim, a filled internal pressure, an axial load acting on a virtual tire rotation shaft, and a road surface friction coefficient.
【0014】前記リム組みされた状態をタイヤモデル2
でシミュレートするためには、剛表面でモデル化したタ
イヤモデル2のビードコアcを変位させ、ビード巾Wが
リム巾に等しくなるように調節するか、もしくはタイヤ
モデル2のリム接触域b、bを移動不能に拘束して前記
タイヤモデル2のビード部の巾Wをリム巾に等しく強制
変位させること等で行いうる。リム接触域bは装着され
るリムの寸法に応じて定められる。このときタイヤモデ
ル2の仮想のタイヤ回転軸CLと前記リム接触域bとの
間の相対距離r1が常に一定となるようにする。The tire model 2 in the assembled state of the rim
In order to simulate with, the bead core c of the tire model 2 modeled on a rigid surface is displaced and the bead width W is adjusted to be equal to the rim width, or the rim contact areas b, b of the tire model 2 are adjusted. Can be restrained immovably, and the width W of the bead portion of the tire model 2 can be forcibly displaced so as to be equal to the rim width. The rim contact area b is determined according to the size of the rim to be mounted. At this time, the relative distance r1 between the virtual tire rotation axis CL of the tire model 2 and the rim contact area b is always kept constant.
【0015】またタイヤモデル2に内圧を充填した状態
をシミュレートするには、図6に示すように、タイヤモ
デル2のタイヤ内腔面にタイヤ内圧に相当する等分布荷
重wが作用するように条件を与える。また、タイヤモデ
ル2に縦荷重Pを負荷するには、前記仮想のタイヤ回転
軸CL又は路面モデル14から路面と垂直な垂直荷重P
が作用するように条件を与える。なおタイヤモデル2と
路面モデル14との間の摩擦係数は、走行する路面に応
じた値を定義する。これにより、リム組みされかつ所定
の内圧を充填されたタイヤが所定の縦荷重で路面に押し
つけられている接地状況をタイヤモデル2、路面モデル
14を用いてシミュレーションしうる。なおこの他に、
必要によりスリップ角、キャンバー角などが設定でき
る。Further, in order to simulate the state in which the tire model 2 is filled with the internal pressure, as shown in FIG. 6, an evenly distributed load w corresponding to the tire internal pressure acts on the inner surface of the tire of the tire model 2. Give the conditions. Further, in order to apply the vertical load P to the tire model 2, the vertical load P perpendicular to the road surface is calculated from the virtual tire rotation axis CL or the road surface model 14.
Conditions are given to operate. The friction coefficient between the tire model 2 and the road surface model 14 defines a value corresponding to the road surface on which the vehicle travels. As a result, it is possible to use the tire model 2 and the road surface model 14 to simulate a ground contact situation in which a tire assembled into a rim and filled with a predetermined internal pressure is pressed against the road surface with a predetermined vertical load. In addition to this,
The slip angle and camber angle can be set as required.
【0016】タイヤモデル2が前記境界条件により路面
モデル14に接地されると、タイヤモデル2を構成する
各要素、具体的にはゴム材を表しているソリッド要素や
コード材を表している膜要素5a、5bは、内圧と縦荷
重及び路面からの反力によって歪を受ける。各要素に作
用する歪は、例えばx軸、y軸及びz軸(図3、図4に
示す)の全体座標系において、それぞれ引張、圧縮方向
の垂直歪εx 、εy 、εz 、及び各方向のせん断方向の
歪εxy、εyz、εzxとして計算できる。各歪の計算は有
限要素法を用い前記コンピュータ装置1で行われる。こ
のように有限個の要素からなるモデルに各種の境界条件
を与え、その系全体の力、変位、歪などの情報を取得す
る有限要素法の手順については、公知の例に従い、また
アプリケーションソフトを用いて行うことができる。When the tire model 2 is grounded to the road surface model 14 due to the boundary conditions, each element constituting the tire model 2, specifically, a solid element representing a rubber material or a membrane element representing a cord material. 5a and 5b are distorted by internal pressure, vertical load, and reaction force from the road surface. The strain acting on each element is, for example, in the overall coordinate system of the x-axis, y-axis and z-axis (shown in FIGS. 3 and 4), the vertical strains εx, εy, εz in the tensile and compression directions, and The strains in the shear direction can be calculated as εxy, εyz, εzx. The calculation of each strain is performed by the computer device 1 using the finite element method. In this way, various boundary conditions are given to a model consisting of a finite number of elements, and the procedure of the finite element method for acquiring information such as force, displacement, and strain of the entire system is in accordance with a known example, and application software is used. Can be done using.
【0017】次に本実施形態では、タイヤモデル2の一
のタイヤ子午線断面に現れる各要素について、該タイヤ
モデル2が1回転したときの歪の履歴を計算する処理を
行う(ステップS3)。「タイヤモデル2の一のタイヤ
断面に現れる各要素」とは、図4に現れる全ての要素を
意味している。また「歪の履歴」とは、図8(A)に示
すように、例えばゴム材をモデル化した一つの要素2f
について説明すれば、タイヤモデル2が路面モデル14
を1回転(θ=0〜360°)する間にこの要素2fが
受ける歪の変化を連続的に記録したものである。図8
(B)には、横軸にタイヤモデルの回転角、縦軸に歪の
大きさを取って歪の履歴の一例を示している。Next, in the present embodiment, for each element appearing in one tire meridian section of the tire model 2, a process of calculating a strain history when the tire model 2 makes one rotation is performed (step S3). "Each element that appears in one tire cross section of the tire model 2" means all the elements that appear in FIG. In addition, as shown in FIG. 8A, the “distortion history” means, for example, one element 2f that models a rubber material.
The tire model 2 is a road surface model 14
Is continuously recorded during one rotation (θ = 0 to 360 °) of the element 2f. Figure 8
In (B), the horizontal axis represents the rotation angle of the tire model and the vertical axis represents the magnitude of strain, and an example of the strain history is shown.
【0018】タイヤは転動によって各部が動き、内部抵
抗力が生じるとともに、見かけの剛性が変化するため、
タイヤの転がり抵抗をより正確にシミュレーションする
ため場合には、歪の履歴をタイヤモデル2を実際に転動
させる転動シミュレーションを行って計算することが望
ましいが、これでは計算時間が大となり易い。そこで、
本実施形態では、タイヤモデル2が路面モデル14に静
的に接地した状態で受ける歪をタイヤが負荷転動してい
るときに受ける動的な歪と実質的に等しいものとして仮
定し、静的な計算結果から本来、動的な転がり抵抗を簡
易的にかつ迅速に予測するものを示している。Since each part of the tire moves due to rolling, internal resistance is generated and apparent rigidity changes,
In order to more accurately simulate the rolling resistance of the tire, it is desirable to calculate the strain history by performing a rolling simulation in which the tire model 2 actually rolls, but this tends to result in a long calculation time. Therefore,
In the present embodiment, it is assumed that the strain that the tire model 2 receives in a state of statically contacting the road surface model 14 is substantially equal to the dynamic strain that the tire model receives when the tire is rolling under load. It shows that the dynamic rolling resistance can be predicted simply and quickly from such calculation results.
【0019】図8(A)のように、静的にタイヤモデル
2を路面モデル14に接地させたとき、例えば前記要素
2fにはある歪が作用する。一方、この要素2fとタイ
ヤ周方向の一方側で順次隣り合う要素2g、2h…にも
おのおの歪が作用している。ここで、本実施形態のタイ
ヤモデル2は、タイヤ周方向長さが等しい要素が等分に
配されかつ同一断面形状が連続するようモデル化されて
いる。従って、例えば要素2fとタイヤ周方向で隣り合
う要素2gが受ける歪は、タイヤモデルが1要素分回転
し要素2fが当該要素2gの位置へ移動したときに受け
る歪と実質的に等しいものとみなすことができ、また図
8(A)の状態で、要素2gが受ける歪は、タイヤモデ
ル2が2要素分回転し前記要素2fが当該要素2gの位
置へ移動したときに受ける歪と実質的に等しいものとみ
なすことができる。このような仮定に基づいて、タイヤ
モデル2の静的な接地シミュレーションからでも、各要
素についての歪の履歴を、タイヤ周方向で連続する他の
要素の歪を参照することによって擬似的に計算すること
ができる。なお、より高速のコンピュータ装置1を用い
るとき、タイヤモデル2を微少角度毎に回転させ、或い
は転動させて歪の履歴を求めることもできる。As shown in FIG. 8A, when the tire model 2 is statically grounded on the road surface model 14, for example, a certain strain acts on the element 2f. On the other hand, the strain also acts on the elements 2g, 2h, ... Which are sequentially adjacent to the element 2f on the one side in the tire circumferential direction. Here, the tire model 2 of the present embodiment is modeled such that elements having the same tire circumferential length are equally divided and the same cross-sectional shape is continuous. Therefore, for example, the strain received by the element 2f adjacent to the element 2f in the tire circumferential direction is considered to be substantially equal to the strain received when the tire model rotates by one element and the element 2f moves to the position of the element 2g. In addition, in the state of FIG. 8A, the strain received by the element 2g is substantially the same as the strain received when the tire model 2 rotates by two elements and the element 2f moves to the position of the element 2g. Can be considered equal. Based on such an assumption, even from the static grounding simulation of the tire model 2, the strain history of each element is pseudo-calculated by referring to the strain of other elements continuous in the tire circumferential direction. be able to. When using the faster computer device 1, the strain history can be obtained by rotating or rolling the tire model 2 at every minute angle.
【0020】また、各要素の歪の履歴は、本例では前記
x軸、y軸及びz軸の全体座標系の歪ではなくタイヤ座
標系を基準とした歪の履歴として計算している。例えば
図7に示すように、タイヤ座標系を基準とした場合、ゴ
ム材等を表す1つのソリッド要素2fについては、タイ
ヤ子午線方向に沿う垂直歪ε11、タイヤ周方向に沿う垂
直歪ε22、タイヤ子午線方向と直角な厚さ方向に沿う垂
直歪ε33、図9(A)〜(C)に示すようにタイヤ子午
線方向にせん断変形するせん断歪ε12、タイヤ周方向に
せん断変形するせん断歪ε23及び前記厚さ方向にせん断
変形するせん断歪ε31との合計6つの歪に分けて考え
る。また、繊維複合材をモデル化した膜要素5a、5b
については、本実施形態では、図10に示すように、タ
イヤ子午線方向に沿う垂直歪ε11及びタイヤ周方向に沿
う垂直歪ε22の2つの歪に分けて考え、前記厚さ方向に
沿う垂直歪ε33は実質的に小さいため無視して考え、ま
たせん断歪は生じない。なお、このようなタイヤ座標系
の歪は、先に全体座標系の歪を求めてこれを変換しても
良く、また直接計算しても良い。Further, in this example, the strain history of each element is calculated not as the strain of the overall coordinate system of the x-axis, y-axis and z-axis but as the strain history of the tire coordinate system as a reference. For example, as shown in FIG. 7, when the tire coordinate system is used as a reference, for one solid element 2f representing a rubber material or the like, vertical strain ε11 along the tire meridian direction, vertical strain ε22 along the tire circumferential direction, tire meridian line. Vertical strain .epsilon.33 along the thickness direction perpendicular to the direction, shear strain .epsilon.12 shear deformed in the tire meridian direction, shear strain .epsilon.23 shear deformed in the tire circumferential direction as shown in FIGS. Consider the total of 6 strains including the shear strain ε31 that causes shear deformation in the vertical direction. Further, the membrane elements 5a and 5b modeling the fiber composite material.
With regard to the present embodiment, as shown in FIG. 10, in the present embodiment, the vertical strain ε33 along the tire meridian direction and the vertical strain ε22 along the tire circumferential direction are considered separately. Is considered to be negligible, and shear strain does not occur. The strain in the tire coordinate system may be obtained by first obtaining the strain in the global coordinate system and converting it, or may be calculated directly.
【0021】図11、図12には、このようにして得ら
れたトレッドゴムの一部を表した要素2fについての歪
の履歴の一例を示す。図11(A)〜(C)、及び図1
2(A)〜(C)には、図4の領域aで示すトレッドゴ
ムを表す1要素の歪の履歴を上記6成分に変換して示し
ている。図のグラフは、縦軸に歪、横軸にはタイヤ回転
角(0〜360゜)を示し、180゜の位置を接地中心
としている。また図13(A)、(B)には、図4の領
域bで示すバンドプライの1要素の歪の履歴を示してい
る。このような歪の履歴は、図4の断面に現れる全ての
要素について計算されかつ記憶される。FIG. 11 and FIG. 12 show an example of the strain history of the element 2f representing a part of the tread rubber thus obtained. 11A to 11C, and FIG.
2 (A) to (C), the strain history of one element representing the tread rubber shown in the area a of FIG. In the graph of the figure, the vertical axis represents strain, the horizontal axis represents tire rotation angle (0 to 360 °), and the position of 180 ° is the center of contact with the ground. 13 (A) and 13 (B) show the strain history of one element of the band ply shown in the region b of FIG. Such a strain history is calculated and stored for every element that appears in the cross section of FIG.
【0022】次に本実施形態では、ゴム材をモデル化し
た全ての要素について、6方向の歪の履歴それぞれにつ
いて、図11〜12に示すように、歪の最大値と最小値
との差である歪の最大振幅ε11m 、ε22m 、ε33m 、ε
12m 、ε23m 及びε31m を計算する。また全ての膜要素
については、図13に示すように、前記歪の履歴に基づ
いてタイヤ周方向歪ε11及びタイヤ軸方向歪ε22の2方
向について歪の最大値と最小値との差である歪の最大振
幅ε11m 及びε22m をそれぞれ計算する。これらの値は
逐次計算されかつ記憶される。Next, in the present embodiment, for all the elements modeling the rubber material, the strain history in each of the six directions is represented by the difference between the maximum and minimum strain values as shown in FIGS. Maximum amplitude of a strain ε11m, ε22m, ε33m, ε
Calculate 12m, ε23m and ε31m. Further, for all the film elements, as shown in FIG. 13, the strain which is the difference between the maximum value and the minimum value of the strain in two directions of the tire circumferential strain ε11 and the tire axial strain ε22 is based on the strain history. The maximum amplitudes ε11m and ε22m of are calculated respectively. These values are calculated and stored sequentially.
【0023】次に本実施形態では、前記各要素につい
て、歪の履歴から得られる歪の最大振幅Eijmと、その要
素の材料特性と、該要素の初期体積とからタイヤモデル
が1回転した際に要するエネルギーロスを計算する(ス
テップS4)。また各要素のエネルギーロスの総和であ
る全エネルギーロス(Le)をタイヤモデル2の周長で
除すことにより転がり抵抗を得る処理を行う(ステップ
S5)。Next, in this embodiment, when the tire model makes one revolution from the maximum amplitude Eijm of the strain obtained from the strain history, the material characteristics of the element, and the initial volume of the element, for each element, The required energy loss is calculated (step S4). Further, a process for obtaining rolling resistance is performed by dividing the total energy loss (Le), which is the total energy loss of each element, by the circumference of the tire model 2 (step S5).
【0024】前記全エネルギーロスLeは、下記式
(1)のように、全てのゴム材の要素のエネルギーロス
の総和Le1と、全ての繊維複合材の要素のエネルギー
ロスの総和Le2との和として計算できる。
Le=Le1+Le2 …(1)
従って、下記式(2)のように、タイヤモデル2の転が
り抵抗RRは、タイヤモデル2が1回転に要した全エネ
ルギーロスをこのタイヤモデル2の周長で除すことによ
り計算できる。
RR=Le/2πr …(2)
(ただし「r」はタイヤモデル2の初期半径とする)The total energy loss Le is a sum of the energy loss sum Le1 of all rubber material elements and the energy loss sum Le2 of all fiber composite materials, as shown in the following formula (1). Can be calculated. Le = Le1 + Le2 (1) Therefore, as in the following formula (2), the rolling resistance RR of the tire model 2 is obtained by dividing the total energy loss required for the tire model 2 to make one rotation by the circumference of the tire model 2. It can be calculated by RR = Le / 2πr (2) (where “r” is the initial radius of the tire model 2)
【0025】また、エネルギーロスの計算手法の基本的
な概念は、図14に示すようなばねB、ダンパDを並列
に有するフォークト(Voigt )モデルを基に考えること
ができる。図15には、各辺の長さをa1、a2、a3
とした6面体ソリッド要素exを例示しており、いまこ
の要素exの一辺a1に周期的なz軸方向の変位xが生
じるものとする。該要素exは変位xが生じることでこ
の変位の速度に比例した内部抵抗力(内力)が生じ、こ
の内力からエネルギーロスを求めることができる。The basic concept of the energy loss calculation method can be considered based on a Voigt model having a spring B and a damper D in parallel as shown in FIG. In FIG. 15, the length of each side is a1, a2, a3.
The hexahedral solid element ex is described as an example, and it is assumed that a periodic displacement x in the z-axis direction occurs on one side a1 of the element ex. When the displacement x occurs in the element ex, an internal resistance force (internal force) proportional to the speed of this displacement occurs, and the energy loss can be calculated from this internal force.
【0026】図14において、ばねBとダンパDに生じ
る変位xによる内力Fは、歪がサインカーブになると仮
定し下記式(3)で表すことができる。
F=kx+η・(dx/dt) …(3)
ここで、バネ定数k、粘性係数ηを次のようにおくと内
力Fは下記式(4)のように表すことができる。変位:
x=a1・ε・sin ωt
バネ定数:k=a2 ・a3 ・G’/a1 、
粘性係数:η=a2 ・a3 ・G”/(a1 ・ω)
(ただし、G’は動的弾性率、G”は損失弾性率、εは
z軸方向の歪、ωは振動数である。
F=a2・a3・G'・ε・ sin ωt+ a2・a3・G"・ε・ cos ωt …(4)In FIG. 14, the internal force F due to the displacement x generated in the spring B and the damper D can be expressed by the following equation (3) assuming that the strain becomes a sine curve. F = kx + η · (dx / dt) (3) Here, if the spring constant k and the viscosity coefficient η are set as follows, the internal force F can be expressed by the following equation (4). Displacement:
x = a1.epsilon.sin .omega.t Spring constant: k = a2 .a3 .G '/ a1, Viscosity coefficient: η = a2 .a3 .G "/ (a1 .ω) (where G'is the dynamic elastic modulus, G ″ is the loss elastic modulus, ε is the strain in the z-axis direction, and ω is the frequency. F = a2 · a3 · G ′ · ε · sin ωt + a2 · a3 · G ″ · ε · cos ωt… (4 )
【0027】よって、この要素exにおいてz軸方向の
歪によって生じる全エネルギーロスHxは、下記の式
(5)の如く、上記式(4)を0〜(2π/ω)の範囲
で積分することにより得ることができる。
Hx=∫F・dx
=a2・a3・ε∫(G’sin ωt+G”cos ωt)・(dx/dt)・ dt …(5)
(ただし、t=0〜2π/ω)Therefore, the total energy loss Hx caused by the strain in the z-axis direction in this element ex is obtained by integrating the above equation (4) within the range of 0 to (2π / ω) as shown in the following equation (5). Can be obtained by Hx = ∫F ・ dx = a2 ・ a3 ・ ε∫ (G'sin ωt + G "cos ωt) ・ (dx / dt) ・ dt (5) (where t = 0 to 2π / ω)
【0028】上記式(5)を解くと下記式(6)が得ら
れる。
Hx=π・a1・a2・a3・ε2 ・G” …(6)
ここで、「a1・a2・a3 」は、要素exの初期体積Vに
他ならず、また損失弾性率G”と損失正接tanδ、動
的弾性率G’との関係
tanδ=G”/G’
より、式(6)は、下記式(7)のように変換すること
ができる。
Hx=π・ V・ tanδ・ G’ε2 ・ …(7)By solving the above equation (5), the following equation (6) is obtained. Hx = π · a1 · a2 · a3 · ε 2 · G "... (6) where" a1 · a2 · a3 "is nothing but the initial volume V of element ex, also the loss modulus G" and loss From the relationship tan δ = G ″ / G ′ with the tangent tan δ and the dynamic elastic modulus G ′, the equation (6) can be converted into the following equation (7). Hx = π · V · tanδ · G'ε 2 ··· (7)
【0029】ここで、tanδ、G’はいずれも要素e
xがモデル化された材料によって特定される材料特性で
あるから、歪εを受ける要素exで消費される全エネル
ギーロスは、該歪εと、要素exの材料特性(tan
δ、G’)と、該要素exの初期体積Vとから簡単に計
算しうることが判る。Here, tan δ and G ′ are both elements e
Since x is a material property specified by the modeled material, the total energy loss consumed by the element ex subjected to the strain ε is the material property (tan) of the strain ε and the element ex.
It can be seen that it can be easily calculated from δ, G ′) and the initial volume V of the element ex.
【0030】本実施形態では、このような定式化に基づ
き下記式(8)に示すように、動的弾性率G’に垂直歪
については縦弾性係数E0 を、せん断歪については横弾
性係数G0 を用いるとともに、各ソリッド要素について
はそれぞれ6方向のエネルギーロスを計算し、これらを
全要素について総和することにより、全てのゴム材の要
素についてのエネルギーロスの総和Le1を計算するこ
ととしている。なお前記式(7)における歪εは片振幅
であるが、本実施形態では歪の最大振幅(最大と最小の
差)を用いているため全体を4で除すこととしている。
また、本例のタイヤモデル2はタイヤ周方向に等分割さ
れているため、前記エネルギーロスLe1は、一のタイ
ヤ子午線断面に現れるソリッド要素の全てのエネルギー
ロスが計算できれば、この和をタイヤ周方向の分割数倍
することで容易に計算しうる。In the present embodiment, based on such a formulation, as shown in the following equation (8), the dynamic elastic modulus G ′ has a longitudinal elastic modulus E0 for vertical strain and a lateral elastic modulus G0 for shear strain. In addition to the above, the energy loss in each of the six directions is calculated for each solid element, and these are summed for all the elements to calculate the total energy loss Le1 for all the elements of the rubber material. Note that the strain ε in the above formula (7) is a single amplitude, but in the present embodiment, the maximum strain amplitude (difference between maximum and minimum) is used, so the whole is divided by 4.
Further, since the tire model 2 of this example is equally divided in the tire circumferential direction, the energy loss Le1 can be calculated by summing this energy loss if all the energy losses of the solid elements appearing in one tire meridian section can be calculated. It can be easily calculated by multiplying by the number of divisions.
【数1】 [Equation 1]
【0031】同様に、全ての膜要素のそれぞれについて
も、下記式(9)の如く歪の最大振幅ε11m 及びε22m
のそれぞれに弾性係数と損失正接を乗じかつそれらを総
和することによりタイヤモデル2の1回転中に生じる全
ての各膜要素のエネルギーロスの総和Le2を計算する
ことができる。前記エネルギーロスLe2も、一のタイ
ヤ子午線断面に現れる膜要素の全てのエネルギーロスが
計算できれば、この和をタイヤ周方向の分割数倍するこ
とで容易に計算しうる。Similarly, for each of all the membrane elements, the maximum strain amplitudes ε11m and ε22m are expressed by the following equation (9).
It is possible to calculate the sum Le2 of the energy losses of all the membrane elements occurring during one rotation of the tire model 2 by multiplying each of the above by the elastic coefficient and the loss tangent and summing them. The energy loss Le2 can be easily calculated by multiplying this sum by the number of divisions in the tire circumferential direction, if all the energy losses of the film elements appearing in one tire meridian section can be calculated.
【数2】 [Equation 2]
【0032】なお式(9)において、E1,E2は、換
算ヤング率が用いられる。図16(A)に示すように、
膜要素5a(又は5)は、材料座標系において、コード
材の方向mと、膜要素に沿うこれと直角な方向nとにお
いて、弾性率が異なる異方性を有しているため、前記方
向mの縦弾性率Emと、前記方向nの縦弾性率Enとは
複合則に従って定められる。図16(B)に示すよう
に、膜要素5aのモデル化前のプライ中に占めるコード
材c1の体積分率をφ、コード材c1の縦弾性率をE
f、トッピングゴムtの縦弾性率をErとすると、複合
則により、前記各方向m、nの縦弾性率Em、Enは、
下記式(10)、(11)により求めることができる。
Em=Ef・φ+Er(1−φ) …(10)
En=(Ef・Er)/{Ef(1−φ)+Erφ} …(11)In the equation (9), the converted Young's modulus is used as E1 and E2. As shown in FIG. 16 (A),
In the material coordinate system, the membrane element 5a (or 5) has anisotropy with different elastic moduli in the direction m of the cord material and the direction n along the membrane element and perpendicular thereto. The longitudinal elastic modulus Em of m and the longitudinal elastic modulus En of the direction n are determined according to the compound rule. As shown in FIG. 16B, the volume fraction of the cord material c1 in the ply of the membrane element 5a before modeling is φ, and the longitudinal elastic modulus of the cord material c1 is E.
If f and the longitudinal elastic modulus of the topping rubber t are Er, the longitudinal elastic moduli Em and En in the respective directions m and n are given by the compound rule.
It can be calculated by the following equations (10) and (11). Em = Ef · φ + Er (1-φ) (10) En = (Ef · Er) / {Ef (1-φ) + Erφ} (11)
【0033】そして、本実施形態では、この各縦弾性率
Em、Enを、タイヤ座標系の子午線方向と周方向とに
変換したものを換算ヤング率E1 、E2 として用いてい
る。In this embodiment, the longitudinal elastic moduli Em and En are converted into the meridian direction and the circumferential direction of the tire coordinate system and used as the converted Young's moduli E 1 and E 2 .
【0034】このように、本実施形態の転がり抵抗予測
方法では、上記コンピュータ装置1を用いてタイヤの転
がり抵抗の予測が比較的簡単に行えるため、実際にタイ
ヤを試作することなく解析しようとするタイヤの大凡の
転がり抵抗を予測しうる。また歪の履歴も静的な接地シ
ミュレーションから擬似的に計算しているため、精度を
さほど低下させることなくコンピュータの計算処理時間
の大幅な短縮化を図ることができる。As described above, in the rolling resistance predicting method of this embodiment, since the rolling resistance of the tire can be predicted relatively easily by using the computer device 1, an attempt is made to analyze the tire without actually manufacturing it. Approximate rolling resistance of tires can be predicted. Further, since the strain history is calculated in a pseudo manner from a static grounding simulation, the calculation processing time of the computer can be significantly shortened without significantly lowering the accuracy.
【0035】またコード材c1については、圧縮と引張
ではモジュラスが異なる特性、すなわちバイモジュラス
を持つ場合がある。この場合、全ての膜要素エネルギー
ロスの総和Le2は、上記式(9)に代えて下記式(1
2)を用いることもできる。この場合、さらに予測精度
を向上するのに役立つ。なお式(12)の符号「A」は
圧縮比(引張方向の剛性/圧縮方向の剛性)を示す。Further, the cord material c1 may have a characteristic that the modulus differs between compression and tension, that is, bimodulus. In this case, the sum Le2 of the energy losses of all the membrane elements is expressed by the following formula (1) instead of the above formula (9).
2) can also be used. In this case, it is useful for further improving the prediction accuracy. The symbol "A" in the equation (12) represents the compression ratio (rigidity in the tensile direction / rigidity in the compression direction).
【数3】 [Equation 3]
【0036】なお従来、例えば図17(A)、(B)に
示すように、タイヤモデルの全体座標系のx、y軸方向
の各全歪エネルギーを求め、これを加算して同図(C)
のようなエネルギーの総和から転がり抵抗の計算を試み
たものも提案されている。しかしながら、この方法で
は、波形が互いに逆になっているような歪の和(dWx
+dWy)を取ると、互いに相殺されて歪エネルギーの
総和での振幅dWtは小さくなってしまう。これに対し
て、本実施形態では、歪をタイヤ座表系に関する上記各
6成分ないし2成分にそれぞれ分けて考え、かつそれぞ
れ歪の最大振幅を用いてエネルギーロスを個々の要素毎
に計算した後に総和しているため、より正確な計算を行
うことができる。Conventionally, for example, as shown in FIGS. 17 (A) and 17 (B), total strain energies in the x- and y-axis directions of the overall coordinate system of the tire model are obtained, and these are added and added to the same figure (C). )
It is also proposed to try to calculate the rolling resistance from the sum of energy as shown in. However, in this method, the sum of distortions (dWx
When + dWy) is taken, they are canceled by each other and the amplitude dWt at the sum of strain energy becomes small. On the other hand, in the present embodiment, the strain is considered separately for each of the above six components or two components related to the tire seat surface system, and the energy loss is calculated for each element using the maximum amplitude of the strain. Since they are summed, more accurate calculation can be performed.
【0037】また図18に示すように、タイヤモデル2
に内圧を充填すると、例えばある要素には初期応力σ1
が生じる。走行ないし荷重によって応力がσ2に変化し
たとき、該走行ないし荷重により生じたエネルギーロス
は、ハッチングにて示す三角形部分A1であるのに、単
に歪のエネルギー差からエネルギーロスを計算すると、
矩形部分A2を加えた台形部分のエネルギーロスが見積
もられてしまうため好ましくない。本実施形態では、歪
の最大振幅というパラメータを用いることにより、上記
の不具合を是正しうる。Further, as shown in FIG. 18, a tire model 2
When the internal pressure is filled in, for example, an initial stress σ1
Occurs. When the stress changes to σ2 due to running or load, the energy loss caused by running or load is the triangular portion A1 shown by hatching, but if the energy loss is simply calculated from the strain energy difference,
The energy loss of the trapezoidal portion including the rectangular portion A2 is estimated, which is not preferable. In the present embodiment, the above problem can be corrected by using the parameter of the maximum amplitude of distortion.
【0038】なお空気入りタイヤの転がり抵抗には、タ
イヤが回転して進行することにより発生する空気抵抗、
タイヤと路面との間の間の接地部に生じる摩擦抵抗、タ
イヤ構成部材、すなわち、ゴム、コード補強材のヒステ
リシスロスによる抵抗が関連している。前記空気抵抗
は、速度にもよるが、大凡、全転がり抵抗の1〜3%と
小さいため本発明ではこのような空気抵抗は無視して取
り扱っている。The rolling resistance of a pneumatic tire includes the air resistance generated as the tire rotates and progresses,
The frictional resistance generated at the ground contact portion between the tire and the road surface and the resistance due to the hysteresis loss of the tire constituent members, that is, the rubber and the cord reinforcing material are related. Although the air resistance depends on the speed, it is generally as small as 1 to 3% of the total rolling resistance, and thus the air resistance is ignored in the present invention.
【0039】[0039]
【実施例】タイヤサイズが225/65R16の空気入
りタイヤAないしEについて、本発明を用いて転がり抵
抗を予測した。本実施例では、トレッドパターンを形成
していないプレーンなタイヤモデルで実験を行った。ま
た、比較のために、実タイヤを用いて転がり抵抗を計測
した(比較例)。図19には、これらの結果を示すが、
実施例と比較例とは、良い相関が見られた。EXAMPLE The rolling resistance of pneumatic tires A to E having a tire size of 225 / 65R16 was predicted using the present invention. In this example, an experiment was conducted using a plain tire model in which no tread pattern was formed. For comparison, rolling resistance was measured using an actual tire (comparative example). FIG. 19 shows these results.
A good correlation was found between the example and the comparative example.
【0040】[0040]
【発明の効果】上述したように、請求項1記載の発明で
は、コンピュータを用いてタイヤの転がり抵抗を予測す
ることにより、実際にタイヤを試作しかつ実験する工程
を低減させることができ、タイヤの開発効率を向上する
のに役立つ。またタイヤモデルは、ゴムをモデル化した
ゴム要素とコード材をモデル化したコード要素とを含ん
で設定されるため、精度良く複合材としてのエネルギー
ロスを計算でき、指標として十分に有効性を有する転が
り抵抗を予測しうる。また、個々の要素について歪の最
大振幅からエネルギーロスを求め、これらを総和してい
るため、各方向で歪が相殺されることがなく、精度良く
ゴムのエネルギーロスを計算しうる。As described above, according to the first aspect of the present invention, by predicting the rolling resistance of a tire using a computer, it is possible to reduce the number of steps for actually making a tire and making an experiment. Helps improve development efficiency. Further, since the tire model is set to include the rubber element that models the rubber and the code element that models the cord material, the energy loss as the composite material can be accurately calculated and is sufficiently effective as an index. Can predict rolling resistance. Further, since the energy loss is calculated from the maximum amplitude of strain for each element and these are summed up, the strains are not offset in each direction, and the energy loss of the rubber can be calculated accurately.
【図1】本発明のシミュレーション方法を実施するため
のコンピュータ装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a computer device for implementing a simulation method of the present invention.
【図2】本発明のシミュレーション方法の処理手順の一
例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an example of a processing procedure of a simulation method of the present invention.
【図3】本実施形態で用いたタイヤモデルの斜視図であ
る。FIG. 3 is a perspective view of a tire model used in this embodiment.
【図4】その断面図である。FIG. 4 is a sectional view thereof.
【図5】繊維複合材の要素へのモデル化を示す概念図で
ある。FIG. 5 is a conceptual diagram showing modeling of a fiber composite material into elements.
【図6】タイヤモデルのリム組み条件を例示する断面図
である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a rim assembly condition of a tire model.
【図7】タイヤモデルの部分斜視図及びその1要素の拡
大図である。FIG. 7 is a partial perspective view of a tire model and an enlarged view of one element thereof.
【図8】(A)はタイヤモデルの接地シミュレーション
の側面図、(B)は歪の履歴を説明するグラフである。FIG. 8A is a side view of a tire model grounding simulation, and FIG. 8B is a graph illustrating strain history.
【図9】ソリッド要素の歪を説明する要素の斜視図であ
る。FIG. 9 is a perspective view of an element for explaining distortion of a solid element.
【図10】膜要素の歪を説明する要素の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of an element explaining the distortion of the membrane element.
【図11】(A)〜(C)は、トレッドゴムをモデル化
した1のソリッド要素の歪の履歴を示すグラフである。11 (A) to (C) are graphs showing strain histories of one solid element that models a tread rubber.
【図12】(A)〜(C)は、トレッドゴムをモデル化
した1のソリッド要素の歪の履歴を示すグラフである。12A to 12C are graphs showing strain histories of one solid element that models a tread rubber.
【図13】(A)〜(B)は、バンドプライをモデル化
した1の膜要素の歪の履歴を示すグラフである。13 (A) to (B) are graphs showing strain histories of one membrane element modeling a band ply.
【図14】フォークトモデルの概念図である。FIG. 14 is a conceptual diagram of a Voigt model.
【図15】エネルギーロスを説明するためのソリッド要
素の斜視図である。FIG. 15 is a perspective view of a solid element for explaining energy loss.
【図16】(A)は膜要素の換算ヤング率を説明するた
めの斜視図、(B)はその拡大断面図である。16 (A) is a perspective view for explaining the reduced Young's modulus of the membrane element, and FIG. 16 (B) is an enlarged sectional view thereof.
【図17】(A)〜(C)は歪エネルギーを示すグラフ
である。17 (A) to (C) are graphs showing strain energy.
【図18】応力と歪の関係を示すグラフである。FIG. 18 is a graph showing the relationship between stress and strain.
【図19】本発明の実施例を示すグラフである。FIG. 19 is a graph showing an example of the present invention.
2 タイヤモデル 2a、2b… 要素 e1 ソリッド要素 5a、5b 膜要素 2 tire model 2a, 2b ... elements e1 Solid element 5a, 5b Membrane element
Claims (3)
を予測するタイヤの転がり抵抗予測方法であって、 ゴム材と、カーカス、ベルトを含む繊維複合材と、非伸
張性のビードコアとがタイヤ周方向に同一断面形状で連
続しかつ数値解析が可能な要素でモデル化されたタイヤ
モデルを設定するステップと、 予め定めた境界条件に基づいてタイヤモデルを路面モデ
ルに接地させるステップと、 前記タイヤモデルの一のタイヤ子午線断面に現れる各要
素について、該タイヤモデルが1回転したときの歪の履
歴を計算するステップと、 各要素について、前記歪の履歴から得られる歪の最大振
幅と、その要素の材料特性と、該要素の初期体積とから
エネルギーロスを計算するステップと、 各要素のエネルギーロスの総和である全エネルギーロス
をタイヤモデルの周長で除すことにより転がり抵抗を得
るステップとを含むことを特徴とするタイヤの転がり抵
抗予測方法。1. A method of predicting rolling resistance of a tire using a computer, comprising: a rubber material; a fiber composite material including a carcass and a belt; and a non-stretchable bead core. A step of setting a tire model that is continuous with the same cross-sectional shape and is modeled with elements that can be numerically analyzed, a step of grounding the tire model to a road surface model based on a predetermined boundary condition, and the tire model For each element appearing in one tire meridian section, a step of calculating a strain history when the tire model makes one revolution, a maximum strain amplitude obtained from the strain history for each element, and a material of the element The step of calculating the energy loss from the characteristics and the initial volume of the element, and the total energy loss which is the sum of the energy loss of each element Rolling method of predicting tire characterized by comprising the steps of obtaining a rolling resistance by dividing the circumferential length of the tire model.
子午線方向、タイヤ周方向及びタイヤ子午線方向と直角
な厚さ方向における垂直歪とせん断歪との履歴が計算さ
れることを特徴とする請求項1記載のタイヤの転がり抵
抗予測方法。2. A history of vertical strain and shear strain in the tire meridian direction, the tire circumferential direction, and the thickness direction perpendicular to the tire meridian direction is calculated for the element modeling the rubber material. The method for predicting rolling resistance of a tire according to claim 1.
イヤ子午線方向及びタイヤ周方向における垂直歪の履歴
が計算されることを特徴とする請求項1又は2記載のタ
イヤの転がり抵抗予測方法。3. The method for predicting rolling resistance of a tire according to claim 1, wherein a history of vertical strain in a tire meridian direction and a tire circumferential direction is calculated for the element modeling the fiber composite material. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001315695A JP2003118328A (en) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | Method for predicting rolling resistance of tire |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001315695A JP2003118328A (en) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | Method for predicting rolling resistance of tire |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003118328A true JP2003118328A (en) | 2003-04-23 |
Family
ID=19133819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001315695A Pending JP2003118328A (en) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | Method for predicting rolling resistance of tire |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003118328A (en) |
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005059800A (en) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | Bridgestone Corp | Method and device for estimating road surface condition |
| JP2006018454A (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Tire behavior simulation method |
| JP2006175937A (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Tire simulating method |
| JP2007131209A (en) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Bridgestone Corp | Numerical analysis model of tire and its creation method, and analysis method and numerical analysis model of rolling resistance of tire |
| JP2008296708A (en) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Tire performance predicting method, tire performance predicting computer program, and tire designing method |
| JP2009163513A (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Tire evaluation method and computer program for tire evaluation |
| JP2010033446A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Simulation method for viscoelastic object |
| JP2010033427A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Simulation method and simulation device of viscoelastic object |
| JP2010030519A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Method and device for simulation of structure |
| JP2010243370A (en) * | 2009-04-07 | 2010-10-28 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Method and computer program for vibration analysis of ring-like structure |
| JP2010249527A (en) * | 2009-04-10 | 2010-11-04 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Tire rolling resistance evaluation method, tire evaluation system using the same, and tire rolling resistance evaluation program |
| JP2011051531A (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Tire simulation method and program capable of executing it |
| JP2011069657A (en) * | 2009-09-24 | 2011-04-07 | Bridgestone Corp | Tire performance simulation method, tire performance simulation device, and tire performance simulation program |
| JP2011169734A (en) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Bridgestone Corp | Radiation sound predicting method |
| JP2011173555A (en) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Predicting method and analyzing method for rolling resistance of tire, predicting device and analyzing device for predicting rolling resistance of tire |
| JP2012002756A (en) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Bridgestone Corp | Radiation sound forecasting device, radiation sound forecasting method and program |
| JP2012078252A (en) * | 2010-10-04 | 2012-04-19 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Tire performance prediction method, device, and program |
| JP2013003851A (en) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Simulation method for rubber material |
| JP2013007709A (en) * | 2011-06-27 | 2013-01-10 | Bridgestone Corp | Tire performance simulation method, tire performance simulation device, and tire performance simulation program |
| JP2015044490A (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | 住友ゴム工業株式会社 | Tire simulation method |
| JP2016051391A (en) * | 2014-09-01 | 2016-04-11 | 住友ゴム工業株式会社 | Simulation method of tire and manufacturing method of tire |
| JP2016066324A (en) * | 2014-09-26 | 2016-04-28 | 横浜ゴム株式会社 | Simulation method of tire, tire performance evaluation method and tire |
| KR102070335B1 (en) * | 2018-11-26 | 2020-01-29 | 금호타이어 주식회사 | Method for estimating the rolling resistance of tire |
| CN114707374A (en) * | 2022-03-14 | 2022-07-05 | 中策橡胶集团股份有限公司 | A method, application and program product for calculating the effect of rubber material modulus on tire rolling resistance |
-
2001
- 2001-10-12 JP JP2001315695A patent/JP2003118328A/en active Pending
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005059800A (en) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | Bridgestone Corp | Method and device for estimating road surface condition |
| JP2006018454A (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Tire behavior simulation method |
| JP2006175937A (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Tire simulating method |
| JP2007131209A (en) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Bridgestone Corp | Numerical analysis model of tire and its creation method, and analysis method and numerical analysis model of rolling resistance of tire |
| JP2008296708A (en) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Tire performance predicting method, tire performance predicting computer program, and tire designing method |
| JP2009163513A (en) * | 2008-01-07 | 2009-07-23 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Tire evaluation method and computer program for tire evaluation |
| JP2010033446A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Simulation method for viscoelastic object |
| JP2010033427A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Simulation method and simulation device of viscoelastic object |
| JP2010030519A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Method and device for simulation of structure |
| JP2010243370A (en) * | 2009-04-07 | 2010-10-28 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Method and computer program for vibration analysis of ring-like structure |
| JP2010249527A (en) * | 2009-04-10 | 2010-11-04 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Tire rolling resistance evaluation method, tire evaluation system using the same, and tire rolling resistance evaluation program |
| JP2011051531A (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Tire simulation method and program capable of executing it |
| JP2011069657A (en) * | 2009-09-24 | 2011-04-07 | Bridgestone Corp | Tire performance simulation method, tire performance simulation device, and tire performance simulation program |
| JP2011169734A (en) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Bridgestone Corp | Radiation sound predicting method |
| JP2011173555A (en) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Predicting method and analyzing method for rolling resistance of tire, predicting device and analyzing device for predicting rolling resistance of tire |
| JP2012002756A (en) * | 2010-06-18 | 2012-01-05 | Bridgestone Corp | Radiation sound forecasting device, radiation sound forecasting method and program |
| JP2012078252A (en) * | 2010-10-04 | 2012-04-19 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Tire performance prediction method, device, and program |
| JP2013003851A (en) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Simulation method for rubber material |
| JP2013007709A (en) * | 2011-06-27 | 2013-01-10 | Bridgestone Corp | Tire performance simulation method, tire performance simulation device, and tire performance simulation program |
| JP2015044490A (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | 住友ゴム工業株式会社 | Tire simulation method |
| JP2016051391A (en) * | 2014-09-01 | 2016-04-11 | 住友ゴム工業株式会社 | Simulation method of tire and manufacturing method of tire |
| JP2016066324A (en) * | 2014-09-26 | 2016-04-28 | 横浜ゴム株式会社 | Simulation method of tire, tire performance evaluation method and tire |
| KR102070335B1 (en) * | 2018-11-26 | 2020-01-29 | 금호타이어 주식회사 | Method for estimating the rolling resistance of tire |
| CN114707374A (en) * | 2022-03-14 | 2022-07-05 | 中策橡胶集团股份有限公司 | A method, application and program product for calculating the effect of rubber material modulus on tire rolling resistance |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2003118328A (en) | Method for predicting rolling resistance of tire | |
| JP3224089B2 (en) | Wheel drum durability evaluation method | |
| JP4469172B2 (en) | Tire simulation method | |
| EP1580673B1 (en) | Method and apparatus for estimating tire/wheel performance by simulation | |
| JP3892652B2 (en) | Creating a tire analysis model | |
| JP4608306B2 (en) | Tire simulation method | |
| JP4621271B2 (en) | Tire simulation method | |
| JP5493439B2 (en) | Tire rolling resistance evaluation method, tire evaluation system using the same, and tire rolling resistance evaluation program | |
| JP3927080B2 (en) | Tire simulation method | |
| JPH11153520A (en) | Method and apparatus for simulation of performance of tire | |
| JP3431818B2 (en) | Simulation method of tire performance | |
| JP3431817B2 (en) | Simulation method of tire performance | |
| JP3314082B2 (en) | How to create a tire finite element model | |
| JP4275991B2 (en) | Tire performance simulation method and tire design method | |
| JP5284686B2 (en) | Tire model creation method, tire model creation device, and tire model creation program | |
| JP4318971B2 (en) | Tire performance simulation method and tire design method | |
| JP4326177B2 (en) | Tire simulation method | |
| JP6312975B2 (en) | Tire durability evaluation method and design method using the same | |
| JP2003294586A (en) | Simulation method for tire | |
| JP5786289B2 (en) | Tire simulation method and tire simulation computer program | |
| JP5262489B2 (en) | Tire / internal structure assembly simulation method and computer program | |
| JP3363443B2 (en) | Simulation method of tire performance | |
| JP3363442B2 (en) | Simulation method of tire performance | |
| JP4116337B2 (en) | Tire performance simulation method and apparatus | |
| JP2012112670A (en) | Creation method of tire wheel assembly model, computer program for creating tire wheel assembly model and simulation method of tire wheel assembly, and creation device for tire wheel assembly model |