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JP6434705B2 - Tire vibration performance evaluation method and simulation apparatus - Google Patents

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JP6434705B2
JP6434705B2 JP2014052312A JP2014052312A JP6434705B2 JP 6434705 B2 JP6434705 B2 JP 6434705B2 JP 2014052312 A JP2014052312 A JP 2014052312A JP 2014052312 A JP2014052312 A JP 2014052312A JP 6434705 B2 JP6434705 B2 JP 6434705B2
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Description

本発明は、タイヤの振動性能を正確に評価することができるタイヤの振動性能評価方法及びシミュレーション装置に関する。   The present invention relates to a tire vibration performance evaluation method and a simulation apparatus capable of accurately evaluating tire vibration performance.

従来、一定の半径を有する平滑な路面と、該路面から隆起した突起とを有する円筒状のドラム上でタイヤを走行させ、突起を乗り越えたタイヤの振動性能を評価する方法が行なわれている。   Conventionally, a method has been used in which a tire is run on a cylindrical drum having a smooth road surface having a certain radius and a protrusion raised from the road surface, and the vibration performance of the tire over the protrusion is evaluated.

この種の評価方法では、タイヤが突起を乗り越えてから、次の突起を乗り越えるまでの間(測定区間)において、タイヤの振動データが周波数分析されることにより、タイヤの振動性能が評価されている。   In this type of evaluation method, the tire vibration performance is evaluated by frequency analysis of the tire vibration data from the time when the tire climbs over the protrusion until the next protrusion is reached (measurement section). .

特開2012−137419号公報JP 2012-137419 A

上記評価方法では、タイヤがドラム上を走行しているため、走行速度が大きくなるほど、タイヤが次の突起を乗り越えるまでの時間が短くなる。このため、上記評価方法では、測定区間で取得できる振動データの量が小さくなる。この振動データの量が小さくなると、周波数分析の分解能が大きくなり、タイヤの振動性能を正確に評価するのが困難であった。   In the above evaluation method, since the tire is traveling on the drum, the time until the tire gets over the next protrusion becomes shorter as the traveling speed increases. For this reason, in the said evaluation method, the quantity of the vibration data which can be acquired in a measurement area becomes small. As the amount of vibration data decreases, the resolution of frequency analysis increases and it is difficult to accurately evaluate the vibration performance of the tire.

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、タイヤの振動性能を正確に評価することができるタイヤの振動性能評価方法及びシミュレーション装置を提供することを主たる目的としている。   The present invention has been devised in view of the above circumstances, and a main object of the present invention is to provide a tire vibration performance evaluation method and a simulation apparatus that can accurately evaluate the tire vibration performance.

本発明は、路面から隆起する突起を乗り越えたタイヤの振動性能を、コンピュータを用いて評価するための方法であって、前記コンピュータに、前記タイヤを有限個の要素でモデル化したタイヤモデルを入力する工程と、前記コンピュータに、前記路面を有限個の要素でモデル化した路面モデルを入力する工程と、前記コンピュータが、前記タイヤモデルを前記路面モデルに転動させて、前記タイヤの振動に関する物理量を計算するシミュレーション工程とを含み、前記路面モデルは、前記突起をモデル化した突起モデルを有し、前記シミュレーション工程は、前記タイヤモデルが前記突起モデルを乗り越えた後に、前記路面モデルを、前記突起モデルのない路面モデルに変更して、前記タイヤモデルを前記突起モデルのない路面モデルに転動させる変更工程を含むことを特徴とする。
The present invention is a method for evaluating, using a computer, the vibration performance of a tire that has overcome a protrusion protruding from a road surface, and a tire model obtained by modeling the tire with a finite number of elements is input to the computer. A step of inputting a road surface model in which the road surface is modeled by a finite number of elements to the computer, and the computer causes the tire model to roll to the road surface model so that a physical quantity relating to vibration of the tire is obtained. The road surface model includes a protrusion model obtained by modeling the protrusion, and the simulation step includes converting the road surface model into the protrusion after the tire model has overcome the protrusion model. and changes to the model without the road surface model, rolling the tire model on the road surface model without the projection model Characterized in that it comprises a make changing step.

本発明に係る前記タイヤの振動性能評価方法において、前記コンピュータに、前記突起のない路面を、有限個の要素でモデル化した平滑路面モデルを入力する工程を含み、前記変更工程は、前記突起モデルを有する路面モデルを、前記平滑路面モデルに切り替えるのが望ましい。   In the tire vibration performance evaluation method according to the present invention, the method includes a step of inputting, into the computer, a smooth road surface model obtained by modeling the road surface without the protrusion with a finite number of elements, and the changing step includes the protrusion model. It is desirable to switch the road surface model having the above to the smooth road surface model.

本発明に係る前記タイヤの振動性能評価方法において、前記変更工程は、前記突起モデルを削除するのが望ましい。   In the tire vibration performance evaluation method according to the present invention, it is preferable that the changing step deletes the protrusion model.

本発明に係る前記タイヤの振動性能評価方法において、前記路面は、円筒状のドラムの外周面に形成されるのが望ましい。   In the tire vibration performance evaluation method according to the present invention, the road surface is preferably formed on an outer peripheral surface of a cylindrical drum.

本発明は、路面から隆起する突起を乗り越えたタイヤの振動性能を評価する演算処理装置を有するタイヤのシミュレーション装置であって、前記演算処理装置は、前記タイヤを有限個の要素でモデル化したタイヤモデルが入力されるタイヤモデル入力部と、前記路面を有限個の要素でモデル化した路面モデルが入力される路面モデル入力部と、前記タイヤモデルを前記路面モデルで走行させて、前記タイヤの振動に関する物理量を計算する走行計算部とを含み、前記路面モデルは、前記突起をモデル化した突起モデルを有し、前記走行計算部は、前記タイヤモデルが前記突起モデルを乗り越えた後に、前記路面モデルを、前記突起モデルのない路面モデルに変更して、前記タイヤモデルを前記突起モデルのない路面モデルに転動させる路面変更部を含むことを特徴とする。 The present invention relates to a tire simulation apparatus having an arithmetic processing unit that evaluates the vibration performance of a tire that has overcome a protrusion protruding from a road surface, and the arithmetic processing unit is a tire in which the tire is modeled by a finite number of elements A tire model input unit to which a model is input; a road surface model input unit to which a road surface model obtained by modeling the road surface with a finite number of elements; and And the road surface model has a protrusion model that models the protrusion, and the road calculation unit is configured to convert the road surface model after the tire model has overcome the protrusion model. a, change in the projection model with no road model, the road surface to roll the tire model in the projection model with no road surface model change Characterized in that it comprises a part.

本発明のタイヤの振動性能評価方法は、コンピュータに、タイヤをモデル化したタイヤモデルを入力する工程と、路面を有限個の要素でモデル化した路面モデルを入力する工程と、コンピュータが、タイヤモデルを路面モデルに転動させて、タイヤの振動に関する物理量を計算するシミュレーション工程とを含んでいる。路面モデルは、突起をモデル化した突起モデルを有している。   The tire vibration performance evaluation method of the present invention includes a step of inputting a tire model obtained by modeling a tire into a computer, a step of inputting a road surface model obtained by modeling a road surface with a finite number of elements, and the computer comprising a tire model Rolling to the road surface model and calculating a physical quantity related to tire vibration. The road surface model has a projection model obtained by modeling a projection.

本発明のシミュレーション工程は、タイヤモデルが突起モデルを乗り越えた後に、路面モデルを、突起モデルのない路面モデルに変更する変更工程を含んでいる。これにより、本発明のタイヤの振動性能評価方法では、タイヤモデルが突起モデルを乗り越えた後に、突起のない路面モデルを長時間転動することができるため、平滑な路面モデルを転動するタイヤモデルの振動に関する物理量のデータ量を大きくすることができる。従って、本発明のタイヤの振動性能評価方法では、振動に関する物理量を用いた周波数分析において、周波数分解能を高くすることができるため、タイヤの振動性能を正確に評価することができる。   The simulation process of the present invention includes a changing process of changing the road surface model to a road surface model without a protrusion model after the tire model has overcome the protrusion model. Thus, in the tire vibration performance evaluation method of the present invention, since the road model without projections can roll for a long time after the tire model has overcome the projection model, the tire model that rolls a smooth road model It is possible to increase the amount of physical quantity data related to vibrations. Therefore, in the tire vibration performance evaluation method of the present invention, the frequency resolution can be increased in the frequency analysis using the physical quantity related to vibration, and therefore the tire vibration performance can be accurately evaluated.

本実施形態の評価方法が実施されるシミュレーション装置のブロック図である。It is a block diagram of the simulation apparatus with which the evaluation method of this embodiment is implemented. 本実施形態の評価方法で振動性能が評価されるタイヤ、及び、タイヤが走行する路面を示す側面図である。It is a side view showing the tire on which vibration performance is evaluated by the evaluation method of this embodiment, and the road surface on which the tire travels. 図2のタイヤの断面図である。It is sectional drawing of the tire of FIG. 図2の路面に設けられた突起を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the protrusion provided in the road surface of FIG. 本実施形態の評価方法の具体的な処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the specific process sequence of the evaluation method of this embodiment. 本実施形態のタイヤモデル及び路面モデルの側面図である。It is a side view of the tire model and road surface model of this embodiment. 図6のタイヤモデルの断面図である。It is sectional drawing of the tire model of FIG. 図6の路面モデルの部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view of the road surface model of FIG. 平滑路面モデルの部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view of a smooth road surface model. 本実施形態のシミュレーション工程の具体的な処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the specific process sequence of the simulation process of this embodiment. 突起モデルのない路面モデル及びタイヤモデルの側面図である。It is a side view of a road surface model without a projection model and a tire model. 実施例のタイヤモデルの上下軸力と、転動時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the vertical axial force of the tire model of an Example, and rolling time. 上下力パワースペクトル密度と、周波数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a vertical force power spectral density and a frequency. 突起モデルのみを示す斜視図である。It is a perspective view which shows only a protrusion model. 比較例のタイヤの上下軸力と、転動時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the up-and-down axial force of the tire of a comparative example, and rolling time. 比較例の2回目以降の上下軸力が「0」に変更されたグラフである。It is the graph by which the up-and-down axial force after the 2nd time of the comparative example was changed to "0".

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。本実施形態のタイヤの振動性能評価方法(以下、単に「評価方法」ということがある)は、コンピュータを用いて、解析対象のタイヤの振動性能を評価するための方法である。本実施形態では、路面から隆起する突起を乗り越えたタイヤの振動性能が評価される。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The tire vibration performance evaluation method of the present embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as “evaluation method”) is a method for evaluating the vibration performance of a tire to be analyzed using a computer. In this embodiment, the vibration performance of a tire that has climbed over a protrusion protruding from the road surface is evaluated.

図1は、本実施形態の評価方法が実施されるシミュレーション装置のブロック図である。図2は、本実施形態の評価方法で振動性能が評価されるタイヤ、及び、タイヤが走行する路面を示す側面図である。図3は、本実施形態の評価方法で振動性能が評価されるタイヤの断面図である。   FIG. 1 is a block diagram of a simulation apparatus in which the evaluation method of this embodiment is implemented. FIG. 2 is a side view showing a tire whose vibration performance is evaluated by the evaluation method of the present embodiment and a road surface on which the tire travels. FIG. 3 is a cross-sectional view of a tire whose vibration performance is evaluated by the evaluation method of the present embodiment.

図1に示されるように、本実施形態の評価方法に用いられるコンピュータ1は、入力デバイスとしての入力部11、出力デバイスとしての出力部12、及び、タイヤの物理量等を計算する演算処理装置13を有するシミュレーション装置1Aとして構成されている。   As shown in FIG. 1, a computer 1 used in the evaluation method of the present embodiment includes an input unit 11 as an input device, an output unit 12 as an output device, and an arithmetic processing unit 13 that calculates a physical quantity of a tire and the like. Is configured as a simulation apparatus 1A.

入力部11には、例えば、キーボード又はマウス等が用いられる。また、出力部12には、例えば、ディスプレイ装置又はプリンタ等が用いられる。さらに、演算処理装置13には、各種の演算を行う演算部(CPU)13A、データやプログラム等が記憶される記憶部13B、及び、作業用メモリ13Cが含まれている。   For the input unit 11, for example, a keyboard or a mouse is used. For example, a display device or a printer is used for the output unit 12. Furthermore, the arithmetic processing unit 13 includes a calculation unit (CPU) 13A that performs various calculations, a storage unit 13B that stores data, programs, and the like, and a work memory 13C.

記憶部13Bは、例えば、磁気ディスク、光ディスク又はSSD等からなる不揮発性の情報記憶装置である。この記憶部13Bには、データ部15及びプログラム部16が設けられている。   The storage unit 13B is a non-volatile information storage device made of, for example, a magnetic disk, an optical disk, or an SSD. The storage unit 13B is provided with a data unit 15 and a program unit 16.

データ部15には、評価対象のタイヤ及び路面に関する情報(例えば、CADデータ等)が記憶される初期データ部15A、及び、タイヤがモデル化されたタイヤモデルが入力されるタイヤモデル入力部15Bが含まれている。さらに、データ部15には、路面がモデル化された路面モデルが入力される路面モデル入力部15C、突起のない路面がモデル化された平滑路面モデルが入力される平滑路面モデル入力部15D、及び、演算部13Aによって計算された振動に関する物理量が入力される物理量入力部15Eが含まれている。   The data unit 15 includes an initial data unit 15A in which information (for example, CAD data and the like) related to a tire to be evaluated and a road surface is stored, and a tire model input unit 15B in which a tire model in which the tire is modeled is input. include. The data unit 15 further includes a road surface model input unit 15C to which a road surface model with a road surface modeled is input, a smooth road surface model input unit 15D to which a smooth road surface model with a road surface without protrusions is input, and A physical quantity input unit 15E to which a physical quantity related to vibration calculated by the calculation unit 13A is input is included.

プログラム部16は、演算部13Aによって実行されるプログラムである。プログラム部16には、タイヤモデルの内圧充填後の形状を計算する内圧充填計算部16A、及び、内圧充填後のタイヤモデルに、荷重を定義する荷重負荷計算部16Bが含まれている。さらに、プログラム部16には、タイヤモデルを路面モデル上で走行させて、タイヤの振動に関する物理量を取得する走行計算部16C、及び、タイヤの振動性能を評価する振動性能評価部16Dが含まれている。   The program unit 16 is a program executed by the calculation unit 13A. The program unit 16 includes an internal pressure filling calculation unit 16A that calculates the shape of the tire model after the internal pressure filling, and a load load calculation unit 16B that defines a load in the tire model after the internal pressure filling. Further, the program unit 16 includes a travel calculation unit 16C that acquires a physical quantity related to tire vibration by running a tire model on a road surface model, and a vibration performance evaluation unit 16D that evaluates tire vibration performance. Yes.

走行計算部16Cには、タイヤモデルの振動に関する物理量を計算する物理量計算部17Aと、タイヤモデルが突起モデルを乗り越えた後に、突起モデルのない路面モデルに変更する路面変更部17Bとを含んでいる。   The travel calculation unit 16C includes a physical quantity calculation unit 17A that calculates a physical quantity related to the vibration of the tire model, and a road surface change unit 17B that changes to a road surface model without a projection model after the tire model has overcome the projection model. .

図2に示されるように、本実施形態の解析対象となるタイヤ2は、例えば、乗用車用の空気入りタイヤとして構成されている。図2及び図3に示されるように、タイヤ2は、例えば、トレッド部2aからサイドウォール部2bを経てビード部2cのビードコア5に至るカーカス6と、このカーカス6のタイヤ半径方向外側かつトレッド部2aの内部に配されるベルト層7とを具えている。   As shown in FIG. 2, the tire 2 to be analyzed in the present embodiment is configured as a pneumatic tire for passenger cars, for example. As shown in FIGS. 2 and 3, the tire 2 includes, for example, a carcass 6 extending from the tread portion 2a through the sidewall portion 2b to the bead core 5 of the bead portion 2c, and the outer side of the carcass 6 in the tire radial direction and the tread portion. 2a, and a belt layer 7 disposed inside.

カーカス6は、少なくとも1枚、本実施形態では1枚のカーカスプライ6Aで構成されている。カーカスプライ6Aは、トレッド部2aからサイドウォール部2bを経てビード部2cのビードコア5に至る本体部6aと、この本体部6aに連なりビードコア5の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部6bとを含んでいる。   The carcass 6 is composed of at least one carcass ply 6A in this embodiment. The carcass ply 6A includes a main body portion 6a extending from the tread portion 2a through the sidewall portion 2b to the bead core 5 of the bead portion 2c, and a turn around the bead core 5 connected to the main body portion 6a from the inner side to the outer side in the tire axial direction. Part 6b.

カーカスプライ6Aの本体部6aと折返し部6bとの間には、ビードコア5からタイヤ半径方向外側にのびるビードエーペックスゴム8が配されている。また、カーカスプライ6Aは、例えば、タイヤ赤道Cに対して80度〜90度の角度で配列されたカーカスコードが、互いに交差する向きに重ねられている。   A bead apex rubber 8 extending from the bead core 5 to the outer side in the tire radial direction is disposed between the main body portion 6a and the folded portion 6b of the carcass ply 6A. In the carcass ply 6A, for example, carcass cords arranged at an angle of 80 degrees to 90 degrees with respect to the tire equator C are overlapped so as to cross each other.

ベルト層7は、少なくとも2枚、本実施形態ではタイヤ半径方向で重ね合わされた2枚のベルトプライ7A、7Bから構成されている。2枚のベルトプライ7A、7Bは、ベルトコードが、タイヤ周方向に対して、例えば10度〜35度の角度で傾けて配列されている。このようなベルトプライ7A、7Bは、ベルトコードが互いに交差する向きに重ね合わされている。   The belt layer 7 includes at least two belt plies 7A and 7B that are overlapped in the tire radial direction in the present embodiment. The two belt plies 7A and 7B are arranged such that the belt cord is inclined at an angle of, for example, 10 degrees to 35 degrees with respect to the tire circumferential direction. Such belt plies 7A and 7B are overlapped so that the belt cords cross each other.

図2に示されるように、本実施形態のタイヤ2が走行する路面31は、円筒状のドラム32の外周面32oに形成されている。このドラム32は、例えば、その回転中心軸をなす支軸32sを有している。この支軸32sは、床面に固着された一対の支柱33、33に跨って枢支されている。このようなドラム32は、図示されない駆動器によって回転駆動されるとともに、ブレーキ装置によって制動される。   As shown in FIG. 2, the road surface 31 on which the tire 2 of the present embodiment travels is formed on the outer peripheral surface 32 o of a cylindrical drum 32. The drum 32 has, for example, a support shaft 32s that forms the rotation center axis thereof. The support shaft 32s is pivotally supported across a pair of support columns 33, 33 fixed to the floor surface. Such a drum 32 is rotated by a driver (not shown) and braked by a brake device.

路面31は、一定の半径を有する平滑な路面として形成されている。本実施形態の路面31は、例えば、外径R1が1200mm〜1800mm程度であり、ドラム軸方向の幅が500〜2000mm程度である。   The road surface 31 is formed as a smooth road surface having a certain radius. For example, the road surface 31 of the present embodiment has an outer diameter R1 of about 1200 to 1800 mm and a width in the drum axis direction of about 500 to 2000 mm.

路面31には、路面31から半径方向外側に隆起した少なくとも1つ、本実施形態では1つの突起35が設けられている。本実施形態の突起35は、路面31の全幅に亘って設けられている。なお、突起35は、路面31の全幅の少なくとも一部に設けられるものでもよい。   The road surface 31 is provided with at least one protrusion 35 that protrudes radially outward from the road surface 31, in this embodiment. The protrusion 35 of this embodiment is provided over the entire width of the road surface 31. The protrusion 35 may be provided on at least a part of the entire width of the road surface 31.

図4は、突起35を拡大して示す断面図である。本実施形態の突起35は、路面31の法線方向に沿ってのびる側面35a、35aと、側面35a、35aの上端を路面31に沿って継ぐ上面35bとを含み、断面略矩形状に形成されている。側面35aと上面35bと出隅には、面取り35c、35cが形成されている。突起35の上面35bと路面31との間の高さH2、及び、突起35の上面35bの幅W2は、例えば、3mm〜7mm程度に設定されている。なお、突起35の断面形状は、断面略矩形状のものに限定されるわけではなく、例えば、ドラム32の半径方向外側に凸となる断面三角形状や、断面半円状のものでもよい。   FIG. 4 is an enlarged sectional view showing the protrusion 35. The protrusion 35 of the present embodiment includes side surfaces 35a and 35a extending along the normal direction of the road surface 31, and an upper surface 35b connecting the upper ends of the side surfaces 35a and 35a along the road surface 31, and is formed in a substantially rectangular cross section. ing. Chamfers 35c and 35c are formed at the side surface 35a, the upper surface 35b, and the protruding corner. A height H2 between the upper surface 35b of the protrusion 35 and the road surface 31 and a width W2 of the upper surface 35b of the protrusion 35 are set to about 3 mm to 7 mm, for example. The cross-sectional shape of the protrusion 35 is not limited to a substantially rectangular cross-section, and may be, for example, a triangular cross-section projecting outward in the radial direction of the drum 32 or a semicircular cross-section.

図5は、本実施形態の評価方法の具体的な処理手順の一例を示すフローチャートである。本実施形態の評価方法では、先ず、コンピュータ1に、図2に示したタイヤ2をモデル化したタイヤモデルが設定される(工程S1)。図6は、本実施形態のタイヤモデル及び路面モデルの側面図である。図7は、本実施形態のタイヤモデルの断面図である。   FIG. 5 is a flowchart showing an example of a specific processing procedure of the evaluation method of the present embodiment. In the evaluation method of this embodiment, first, a tire model obtained by modeling the tire 2 shown in FIG. 2 is set in the computer 1 (step S1). FIG. 6 is a side view of the tire model and the road surface model of the present embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view of the tire model of the present embodiment.

工程S1では、先ず、図1に示されるように、初期データ部15Aに記憶されているタイヤ2(図3に示す)に関する情報(例えば、タイヤ2の輪郭データ等)が、作業用メモリ13Cに入力される。図1及び図7に示されるように、演算部13A(図1に示す)は、タイヤ2に関する情報に基づいて、数値解析法により取り扱い可能な有限個の要素Fi(i=1、2、…)で離散化する。これにより、タイヤ2がモデル化されたタイヤモデル20が設定される。設定されたタイヤモデル20は、タイヤモデル入力部15B(図1に示す)に入力される。なお、数値解析法としては、例えば有限要素法、有限体積法、差分法又は境界要素法が適宜採用できるが、本実施形態では有限要素法が採用される。   In step S1, first, as shown in FIG. 1, information about the tire 2 (shown in FIG. 3) stored in the initial data portion 15A (for example, contour data of the tire 2) is stored in the work memory 13C. Entered. As shown in FIG. 1 and FIG. 7, the calculation unit 13A (shown in FIG. 1) is based on information related to the tire 2 and can handle a finite number of elements Fi (i = 1, 2,...). ) To discretize. Thereby, a tire model 20 in which the tire 2 is modeled is set. The set tire model 20 is input to the tire model input unit 15B (shown in FIG. 1). As a numerical analysis method, for example, a finite element method, a finite volume method, a difference method, or a boundary element method can be adopted as appropriate, but in this embodiment, a finite element method is adopted.

要素Fiとしては、例えば、4面体ソリッド要素、5面体ソリッド要素、又は6面体ソリッド要素などが用いられるのが望ましい。各要素Fiには、複数個の節点27が設けられる。このような各要素Fiには、要素番号、節点27の番号、節点27の座標値及び材料特性(例えば密度、ヤング率及び/又は減衰係数等)などの数値データが定義される。   For example, a tetrahedral solid element, a pentahedral solid element, or a hexahedral solid element is preferably used as the element Fi. Each element Fi is provided with a plurality of nodes 27. For each such element Fi, numerical data such as an element number, the number of the node 27, the coordinate value of the node 27, and material characteristics (for example, density, Young's modulus and / or attenuation coefficient) are defined.

タイヤモデル20には、図3に示したトレッドゴム等を含むゴム部分2gがモデル化されたゴム部材モデル21、カーカスプライ6Aがモデル化されたカーカスプライモデル22、及び、ベルトプライ7A、7Bがモデル化されたベルトプライモデル23が含まれている。   The tire model 20 includes a rubber member model 21 in which the rubber portion 2g including the tread rubber shown in FIG. 3 is modeled, a carcass ply model 22 in which the carcass ply 6A is modeled, and belt plies 7A and 7B. A modeled belt ply model 23 is included.

次に、本実施形態の評価方法では、コンピュータ1に、図2に示した路面31をモデル化した路面モデルが設定される(工程S2)。図8は、路面モデルの部分斜視図である。   Next, in the evaluation method of the present embodiment, a road surface model obtained by modeling the road surface 31 shown in FIG. 2 is set in the computer 1 (step S2). FIG. 8 is a partial perspective view of the road surface model.

工程S2では、先ず、図1に示した初期データ部15Aに記憶されている路面31及び突起35(図2に示す)に関する情報(例えば、路面の輪郭データ等)が、作業用メモリ13Cに入力される。演算部13A(図1に示す)は、路面31及び突起35に関する情報に基づいて、数値解析法(本実施形態では、有限要素法)により取り扱い可能な有限個の要素Gi(i=1、2、…)で離散化する。これにより、工程S2では、図6及び図8に示されるように、円筒状の路面モデル41が設定される。この路面モデル41は、突起35をモデル化した突起モデル42を有している。本実施形態の突起モデル42は、路面モデル41と一体にモデル化されている。   In step S2, information (for example, road surface contour data) on the road surface 31 and the protrusion 35 (shown in FIG. 2) stored in the initial data portion 15A shown in FIG. 1 is first input to the work memory 13C. Is done. The computing unit 13A (shown in FIG. 1) is based on the information about the road surface 31 and the protrusion 35, and a finite number of elements Gi (i = 1, 2) that can be handled by a numerical analysis method (in this embodiment, a finite element method). , ...) to discretize. Thereby, in process S2, as shown in Drawing 6 and Drawing 8, cylindrical road surface model 41 is set up. The road surface model 41 has a protrusion model 42 that models the protrusion 35. The projection model 42 of this embodiment is modeled integrally with the road surface model 41.

路面モデル41及び突起モデル42の要素Giは、変形不能に設定された剛平面要素として定義されている。この要素Giには、複数の節点43が設けられる。さらに、要素Giは、要素番号や、節点43の座標値等の数値データが定義される。路面モデル41及び突起モデル42は、路面モデル入力部15C(図1に示す)に入力される。   The elements Gi of the road surface model 41 and the protrusion model 42 are defined as rigid plane elements set so as not to be deformable. This element Gi is provided with a plurality of nodes 43. Furthermore, numerical data such as an element number and a coordinate value of the node 43 is defined for the element Gi. The road surface model 41 and the protrusion model 42 are input to the road surface model input unit 15C (shown in FIG. 1).

次に、本実施形態の評価方法では、コンピュータ1に、突起35のない路面31(図2に示す)をモデル化した平滑路面モデルが設定される(工程S3)。図9は、平滑路面モデルの部分斜視図である。   Next, in the evaluation method of the present embodiment, a smooth road surface model obtained by modeling the road surface 31 (shown in FIG. 2) without the protrusion 35 is set in the computer 1 (step S3). FIG. 9 is a partial perspective view of the smooth road surface model.

工程S3では、先ず、図1に示した初期データ部15Aに記憶されている路面31(図3に示す)に関する情報(例えば、路面の輪郭データ等)が、作業用メモリ13Cに入力される。この工程S3では、路面31(図2に示す)に関する情報から、突起35(図2に示す)に関する情報が削除される。   In step S3, first, information (for example, road surface contour data) related to the road surface 31 (shown in FIG. 3) stored in the initial data portion 15A shown in FIG. 1 is input to the work memory 13C. In this step S3, information relating to the protrusion 35 (shown in FIG. 2) is deleted from information relating to the road surface 31 (shown in FIG. 2).

演算部13A(図1に示す)は、突起35のない路面31に関する情報に基づいて、数値解析法(本実施形態では、有限要素法)により取り扱い可能な有限個の要素Gi(i=1、2、…)で離散化する。これにより突起35のない路面31がモデル化された平滑路面モデル45が設定される。このような平滑路面モデル45は、平滑路面モデル入力部15D(図1に示す)に入力される。   The calculation unit 13A (shown in FIG. 1) is based on information on the road surface 31 without the protrusion 35, and can handle a finite number of elements Gi (i = 1, i.e., finite element method in this embodiment). 2, ...) to discretize. Thereby, a smooth road surface model 45 in which the road surface 31 without the protrusion 35 is modeled is set. Such a smooth road surface model 45 is input to the smooth road surface model input unit 15D (shown in FIG. 1).

次に、コンピュータ1が、路面モデル41の上でタイヤモデル20を転動させて、タイヤ2の振動に関する物理量を計算する(シミュレーション工程S4)。図10は、本実施形態のシミュレーション工程S4の具体的な処理手順の一例を示すフローチャートである。   Next, the computer 1 rolls the tire model 20 on the road surface model 41 to calculate a physical quantity related to the vibration of the tire 2 (simulation step S4). FIG. 10 is a flowchart showing an example of a specific processing procedure in the simulation step S4 of the present embodiment.

シミュレーション工程S4では、先ず、タイヤモデル20(図7に示す)の内圧充填後の形状が計算される(工程S41)。工程S41では、図1に示されるように、タイヤモデル入力部15Bに入力されているタイヤモデル20が、作業用メモリ13Cに読み込まれる。さらに、内圧充填計算部16Aが、作業用メモリ13Cに読み込まれる。そして、内圧充填計算部16Aが、演算部13Aによって実行される。   In the simulation step S4, first, the shape after the internal pressure filling of the tire model 20 (shown in FIG. 7) is calculated (step S41). In step S41, as shown in FIG. 1, the tire model 20 input to the tire model input unit 15B is read into the work memory 13C. Further, the internal pressure filling calculation unit 16A is read into the work memory 13C. Then, the internal pressure filling calculation unit 16A is executed by the calculation unit 13A.

工程S41では、先ず、図7に示されるように、タイヤ2のリムがモデル化されたリムモデル30によって、タイヤモデル20のビード部29、29が拘束される。さらに、タイヤモデル20には、内圧条件に相当する等分布荷重wに基づいて変形計算される。これにより、工程S41では、内圧充填後のタイヤモデル20が計算される。なお、内圧には、例えば、タイヤ2(図2に示す)が基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧が設定されるのが望ましい。   In step S41, first, as shown in FIG. 7, the bead portions 29 and 29 of the tire model 20 are restrained by the rim model 30 in which the rim of the tire 2 is modeled. Further, the tire model 20 is deformed and calculated based on the uniform distribution load w corresponding to the internal pressure condition. Thereby, in process S41, tire model 20 after internal pressure filling is calculated. For example, in the standard system including the standard on which the tire 2 (shown in FIG. 2) is based, the internal pressure is preferably set to the air pressure defined by each standard for each tire.

タイヤモデル20の変形計算は、各要素の形状及び材料特性などをもとに、各要素Fiの質量マトリックス、剛性マトリックス及び減衰マトリックスがそれぞれ作成される。さらに、これらの各マトリックスが組み合わされて、全体の系のマトリックスが作成される。そして、コンピュータ1が、前記各種の条件を当てはめて運動方程式を作成し、これらを微小時間(単位時間Tx(x=0、1、…))ごとにタイヤモデル20の変形計算を行う。このようなタイヤモデル20の変形計算は、例えば、LSTC社製のLS-DYNAなどの市販の有限要素解析アプリケーションソフトを用いて計算できる。なお、単位時間Txについては、求められるシミュレーション精度によって、適宜設定することができる。   In the deformation calculation of the tire model 20, a mass matrix, a stiffness matrix, and a damping matrix of each element Fi are created based on the shape and material characteristics of each element. Furthermore, each of these matrices is combined to create a matrix for the entire system. Then, the computer 1 applies the above-described various conditions to create an equation of motion, and calculates the deformation of the tire model 20 for each minute time (unit time Tx (x = 0, 1,...)). Such deformation calculation of the tire model 20 can be calculated using commercially available finite element analysis application software such as LS-DYNA manufactured by LSTC. The unit time Tx can be set as appropriate depending on the required simulation accuracy.

次に、シミュレーション工程S4では、内圧充填後のタイヤモデル20に、荷重が定義される(工程S42)。この工程S42では、先ず、図1に示されるように、路面モデル入力部15Cに入力されている路面モデル41及び突起モデル42(図8に示す)が、作業用メモリ13Cに読み込まれる。さらに、荷重負荷計算部16Bが、作業用メモリ13Cに読み込まれる。そして、荷重負荷計算部16Bが、演算部13Aによって実行される。   Next, in the simulation step S4, a load is defined on the tire model 20 after the internal pressure filling (step S42). In this step S42, first, as shown in FIG. 1, the road surface model 41 and the protrusion model 42 (shown in FIG. 8) input to the road surface model input unit 15C are read into the work memory 13C. Further, the load load calculation unit 16B is read into the work memory 13C. Then, the load load calculation unit 16B is executed by the calculation unit 13A.

工程S42では、先ず、図6に示されるように、内圧充填後のタイヤモデル20と路面モデル41との接触が設定される。この時点では、タイヤモデル20と突起モデル42とを接触させていない。   In step S42, first, as shown in FIG. 6, contact between the tire model 20 and the road surface model 41 after the internal pressure filling is set. At this time, the tire model 20 and the protrusion model 42 are not in contact with each other.

さらに、工程S42では、予め定められた荷重Tがタイヤモデル20の回転軸20sに設定されて、タイヤモデル20の変形が計算される。これにより、工程S42では、荷重Tが負荷されて変形したタイヤモデル20が計算される。なお、荷重Tには、例えば、タイヤ2(図2に示す)の規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重が設定されるのが望ましい。   Further, in step S42, a predetermined load T is set on the rotating shaft 20s of the tire model 20, and the deformation of the tire model 20 is calculated. Thereby, in step S42, the tire model 20 deformed by the load T is calculated. For example, in the standard system of the tire 2 (shown in FIG. 2), the load T is preferably set to a load determined by each standard for each tire.

次に、予め定められた走行速度Vに基づいて、タイヤモデル20が路面モデル41上を転動する状態が計算される(工程S43)。この工程S43では、図1に示されるように、走行計算部16Cの物理量計算部17Aが作業用メモリ13Cに読み込まれる。そして、物理量計算部17Aが、演算部13Aによって実行される。   Next, a state in which the tire model 20 rolls on the road surface model 41 is calculated based on the predetermined traveling speed V (step S43). In this step S43, as shown in FIG. 1, the physical quantity calculation unit 17A of the travel calculation unit 16C is read into the work memory 13C. Then, the physical quantity calculation unit 17A is executed by the calculation unit 13A.

工程S43では、図6に示されるように、路面モデル41及び突起モデル42上で、タイヤモデル20を転動させるための境界条件等が定義される。この境界条件としては、例えば、タイヤモデル20と路面モデル41との摩擦係数、及び、タイヤモデル20と突起モデル42との摩擦係数等が含まれる。   In step S43, as shown in FIG. 6, boundary conditions for rolling the tire model 20 on the road surface model 41 and the projection model 42 are defined. The boundary conditions include, for example, the friction coefficient between the tire model 20 and the road surface model 41, the friction coefficient between the tire model 20 and the projection model 42, and the like.

タイヤモデル20には、走行速度Vに対応する角速度V1が定義される。これにより、タイヤモデル20は、回転軸20sを中心とする回転が計算される。また、路面モデル41には、走行速度Vに対応する角速度V2が定義される。これにより、路面モデル41は、回転軸41sを中心とする回転が計算される。これらの条件に基づいて、演算部13Aは、路面モデル41上を転動するタイヤモデル20を計算することができる。   In the tire model 20, an angular velocity V1 corresponding to the traveling speed V is defined. Thus, the rotation of the tire model 20 around the rotation axis 20s is calculated. In the road surface model 41, an angular speed V2 corresponding to the traveling speed V is defined. Thereby, the road surface model 41 is calculated to rotate around the rotation axis 41s. Based on these conditions, the calculation unit 13A can calculate the tire model 20 that rolls on the road surface model 41.

さらに、工程S43では、タイヤモデル20の振動に関する物理量が計算される。振動に関する物理量としては、例えば、タイヤモデル20の上下軸力や前後軸力等が含まれる。本実施形態では、タイヤモデル20の前後軸力が計算される。また、本実施形態では、タイヤモデル20が路面モデル41又は突起モデル42上を転動している間、微小時間(単位時間Tx)刻みで、タイヤモデル20の上下軸力が計算される。タイヤモデル20の上下軸力は、物理量入力部15E(図1に示す)に入力される。なお、タイヤモデル20の上下軸力は、図7に示したリムモデル30に剛結された回転軸20sにおいて、リムモデル30を介して伝達されたタイヤモデル20に作用する力を軸力として計算される。   Further, in step S43, a physical quantity related to the vibration of the tire model 20 is calculated. Examples of the physical quantity related to vibration include the vertical axial force and the longitudinal axial force of the tire model 20. In the present embodiment, the longitudinal axial force of the tire model 20 is calculated. Further, in the present embodiment, while the tire model 20 rolls on the road surface model 41 or the protrusion model 42, the vertical axial force of the tire model 20 is calculated in minute time (unit time Tx) increments. The vertical axial force of the tire model 20 is input to the physical quantity input unit 15E (shown in FIG. 1). The vertical axial force of the tire model 20 is calculated by using the force acting on the tire model 20 transmitted through the rim model 30 on the rotary shaft 20s rigidly coupled to the rim model 30 shown in FIG. .

次に、シミュレーション工程S4では、路面モデル41に突起モデル42が設けられているか否かが判断される(工程S44)。工程S44では、路面モデル41に突起モデル42が設けられていると判断された場合(工程S44において、「Y」)、次の工程S45が実施される。一方、路面モデル41に突起モデル42が設けられていないと判断された場合(工程S44において、「N」)は、次の工程S47が実施される。   Next, in the simulation step S4, it is determined whether or not the projection model 42 is provided on the road surface model 41 (step S44). In step S44, when it is determined that the projection model 42 is provided on the road surface model 41 (“Y” in step S44), the next step S45 is performed. On the other hand, when it is determined that the projection model 42 is not provided on the road surface model 41 (“N” in step S44), the next step S47 is performed.

次に、シミュレーション工程S4では、タイヤモデル20が突起モデル42を乗り越えたか否かが判断される(工程S45)。タイヤモデル20の転動開始から突起モデル42を乗り越えるまでの時間は、タイヤモデル20の走行速度V、及び、転動前のタイヤモデル20と突起モデル20との距離に基づいて計算することができる。このため、工程S45では、転動開始から突起モデル42を乗り越えるまでの時間が経過したか否かに基づいて、タイヤモデル20が突起モデル42を乗り越えたか否かが判断される。   Next, in the simulation step S4, it is determined whether or not the tire model 20 has overcome the protrusion model 42 (step S45). The time from the start of rolling of the tire model 20 to overcoming the protrusion model 42 can be calculated based on the running speed V of the tire model 20 and the distance between the tire model 20 and the protrusion model 20 before rolling. . For this reason, in step S45, it is determined whether or not the tire model 20 has overcome the protrusion model 42 based on whether or not the time from the start of rolling until it has exceeded the protrusion model 42 has elapsed.

工程S45では、タイヤモデル20が突起モデル42を乗り越えたと判断された場合(工程S45において、「Y」)、次の変更工程S46が実施される。一方、タイヤモデル20が突起モデル42を乗り越えていないと判断された場合(工程S45において、「N」)は、次の工程S47が実施される。   In step S45, when it is determined that the tire model 20 has overcome the protrusion model 42 ("Y" in step S45), the next changing step S46 is performed. On the other hand, when it is determined that the tire model 20 does not get over the protrusion model 42 ("N" in step S45), the next step S47 is performed.

次に、シミュレーション工程S4では、路面モデル41を、突起モデル42のない路面モデルに変更される(変更工程S46)。図11は、タイヤモデル20及び突起モデル42のない路面モデルの側面図である。   Next, in the simulation step S4, the road surface model 41 is changed to a road surface model without the projection model 42 (change step S46). FIG. 11 is a side view of a road surface model without the tire model 20 and the protrusion model 42.

本実施形態の変更工程S46では、平滑路面モデル入力部15Dに入力されている平滑路面モデル45(図9に示す)が、作業用メモリ13Cに読み込まれる。さらに、図1に示されるように、走行計算部16Cの路面変更部17Bが作業用メモリ13Cに読み込まれる。そして、路面変更部17Bが、演算部13Aによって実行される。   In the changing step S46 of the present embodiment, the smooth road surface model 45 (shown in FIG. 9) input to the smooth road surface model input unit 15D is read into the work memory 13C. Further, as shown in FIG. 1, the road surface changing unit 17B of the travel calculation unit 16C is read into the work memory 13C. Then, the road surface changing unit 17B is executed by the calculation unit 13A.

変更工程S46では、先ず、タイヤモデル20(図6に示す)を、平滑路面モデル45(図9に示す)上で転動させるための境界条件等が定義される。この境界条件としては、例えば、図11に示されるように、タイヤモデル20と平滑路面モデル45との摩擦係数等が含まれる。また、平滑路面モデル45には、図6に示した路面モデル41と同様に、走行速度Vに対応する角速度V2が定義される。さらに、平滑路面モデル45の回転軸45sの座標として、路面モデル41の回転軸41s(図6に示す)の座標が定義される。   In the changing step S46, first, boundary conditions and the like for rolling the tire model 20 (shown in FIG. 6) on the smooth road surface model 45 (shown in FIG. 9) are defined. The boundary condition includes, for example, a friction coefficient between the tire model 20 and the smooth road surface model 45 as shown in FIG. In the smooth road surface model 45, an angular velocity V2 corresponding to the traveling speed V is defined as in the road surface model 41 shown in FIG. Further, the coordinates of the rotation axis 41 s (shown in FIG. 6) of the road surface model 41 are defined as the coordinates of the rotation axis 45 s of the smooth road surface model 45.

次に、変更工程S46では、路面モデル41(図6に示す)が路面モデル入力部15Cに戻される。これにより、タイヤモデル20と路面モデル41との接触(転動)が解除される。そして、平滑路面モデル45に定義された上記条件に基づいて、タイヤモデル20と、平滑路面モデル45との接触が定義される。これにより、シミュレーション工程S4では、タイヤモデル20の転動を計算する工程S43において、平滑路面モデル45上を転動するタイヤモデル20を計算することができる。   Next, in the changing step S46, the road surface model 41 (shown in FIG. 6) is returned to the road surface model input unit 15C. Thereby, the contact (rolling) between the tire model 20 and the road surface model 41 is released. Based on the above conditions defined in the smooth road surface model 45, contact between the tire model 20 and the smooth road surface model 45 is defined. Thereby, in simulation process S4, tire model 20 which rolls on smooth road surface model 45 can be calculated in process S43 which calculates rolling of tire model 20.

本実施形態の変更工程S46では、タイヤモデル20が突起モデル42を乗り越えた後に、路面モデル41から平滑路面モデル45に切り替えられるため、平滑路面モデル45を転動するタイヤモデル20の物理量(例えば、接地圧や変形量等)と、路面モデル41を転動していたタイヤモデル20の物理量とが一致している。これにより、タイヤモデル20の転動を計算する工程S43では、図6に示した路面モデル41上のタイヤモデル20の物理量と、平滑路面モデル45上のタイヤモデル20の物理量との間に、差異が生じるのを防ぐことができる。   In the change step S46 of the present embodiment, the tire model 20 is switched from the road surface model 41 to the smooth road surface model 45 after the tire model 20 gets over the projection model 42. Therefore, the physical quantity of the tire model 20 that rolls on the smooth road surface model 45 (for example, The contact pressure, the deformation amount, and the like) and the physical amount of the tire model 20 that has rolled the road surface model 41 coincide with each other. Thereby, in step S43 for calculating the rolling of the tire model 20, there is a difference between the physical quantity of the tire model 20 on the road surface model 41 and the physical quantity of the tire model 20 on the smooth road surface model 45 shown in FIG. Can be prevented.

次に、予め定められた転動終了時間が経過したか否かが判断される(工程S47)。この工程S47では、転動終了時間が経過したと判断された場合(工程S47において、「Y」)、次の工程S5が実施される。一方、転動終了時間が経過していないと判断された場合(工程S47において、「N」)は、単位時間Txを一つ進めて(工程S48)、各工程S43〜工程S47が再度実施される。これにより、シミュレーション工程S4では、転動開始から転動終了までのタイヤモデル20の上下軸力が、単位時間Txごとの時系列データとして、物理量入力部15Eに記憶される。   Next, it is determined whether or not a predetermined rolling end time has elapsed (step S47). In step S47, when it is determined that the rolling end time has elapsed ("Y" in step S47), the next step S5 is performed. On the other hand, when it is determined that the rolling end time has not elapsed ("N" in step S47), the unit time Tx is advanced by one (step S48), and each of steps S43 to S47 is performed again. The Thus, in the simulation step S4, the vertical axial force of the tire model 20 from the start of rolling to the end of rolling is stored in the physical quantity input unit 15E as time series data for each unit time Tx.

図12は、タイヤモデル20の上下軸力と、転動時間との関係を示すグラフである。上述したように、本実施形態のシミュレーション工程S4では、タイヤモデル20が突起モデル42を乗り越えた後に、路面モデル41が、突起モデル42のない平滑路面モデル45に変更されている。このため、タイヤモデル20は、突起モデル42を再び乗り越えることなく、予め定められた転動終了まで平滑な路面モデル(本実施形態では、平滑路面モデル45)を走行し続けることができる。このため、シミュレーション工程S4では、突起モデル42を乗り越えた後に、平滑な路面モデル(平滑路面モデル45)を転動するタイヤモデル20の物理量のデータ量を大きくすることができる。なお、転動終了時間は、実行するシミュレーションに応じて、適宜設定することができる。   FIG. 12 is a graph showing the relationship between the vertical axial force of the tire model 20 and the rolling time. As described above, in the simulation step S4 of the present embodiment, after the tire model 20 gets over the projection model 42, the road surface model 41 is changed to the smooth road surface model 45 without the projection model 42. Therefore, the tire model 20 can continue to travel on a smooth road surface model (in this embodiment, the smooth road surface model 45) until the predetermined rolling end without overcoming the protrusion model 42 again. For this reason, in the simulation step S4, the data amount of the physical quantity of the tire model 20 that rolls the smooth road surface model (smooth road surface model 45) after overcoming the protrusion model 42 can be increased. Note that the rolling end time can be appropriately set according to the simulation to be executed.

次に、コンピュータ1が、振動に関する物理量に基づいて、突起を乗り越えたタイヤの振動性能を評価する(工程S5)。工程S5では、先ず、図1に示されるように、物理量入力部15Eに入力されているタイヤの振動に関する物理量(本実施形態では、上下軸力)が、作業用メモリ13Cに読み込まれる。さらに、振動性能評価部16Dが、作業用メモリ13Cに読み込まれる。そして、振動性能評価部16Dが、演算部13Aによって実行される。   Next, the computer 1 evaluates the vibration performance of the tire that has overcome the protrusion based on the physical quantity related to vibration (step S5). In step S5, first, as shown in FIG. 1, a physical quantity related to tire vibration (in this embodiment, vertical axial force) input to the physical quantity input unit 15E is read into the work memory 13C. Further, the vibration performance evaluation unit 16D is read into the work memory 13C. And vibration performance evaluation part 16D is performed by the calculating part 13A.

本実施形態の工程S5では、タイヤモデル20の転動が開始されてから突起モデル42を乗り越えて、転動が終了するまでのタイヤモデル20の上下軸力が、周波数分析(FFT処理)が実施される。これにより、図13に示されるように、上下力パワースペクトル密度(上下軸力の密度)と、周波数との関係を示すグラフを求めることができる。なお、本実施形態の上下力パワースペクトル密度は、実線(実施例)で示されている。   In step S5 of the present embodiment, frequency analysis (FFT processing) is performed on the vertical axial force of the tire model 20 from the start of rolling of the tire model 20 to overcoming the protrusion model 42 until the end of rolling. Is done. Accordingly, as shown in FIG. 13, a graph showing the relationship between the vertical force power spectral density (the vertical axial force density) and the frequency can be obtained. In addition, the vertical force power spectral density of this embodiment is shown with the continuous line (Example).

このグラフでは、周波数毎に、上下力パワースペクトル密度を求めることができるため、突起を乗り越えたタイヤの振動性能(振動特性)を評価することができる。このようなグラフは、物理量入力部15Eに入力される。   In this graph, since the vertical power spectrum density can be obtained for each frequency, it is possible to evaluate the vibration performance (vibration characteristics) of the tire over the protrusion. Such a graph is input to the physical quantity input unit 15E.

このように、本実施形態の評価方法では、シミュレーション工程S4において、突起モデル42を乗り越えた後に、平滑路面モデル45を転動するタイヤモデル20の物理量(本実施形態では、上下軸力)のデータ量を大きくすることができる。即ち、突起モデル42を乗り越えたときに発生したタイヤモデルの振動(上下軸力)を、従来よりも長時間に亘って減衰させることができる。これにより、本実施形態の評価方法では、従来の方法に比べて、上下軸力の周波数分解能を高くすることができる。従って、本発明のタイヤの振動性能評価方法では、タイヤの振動性能を正確に評価することができる。   As described above, in the evaluation method of the present embodiment, in the simulation step S4, the physical quantity (vertical axial force in the present embodiment) data of the tire model 20 that rolls on the smooth road surface model 45 after overcoming the projection model 42. The amount can be increased. That is, the vibration (vertical axial force) of the tire model that occurs when the bump model 42 is overcome can be attenuated over a longer period of time than before. Thereby, in the evaluation method of this embodiment, the frequency resolution of the vertical axial force can be increased as compared with the conventional method. Therefore, with the tire vibration performance evaluation method of the present invention, the tire vibration performance can be accurately evaluated.

しかも、本実施形態の評価方法では、コンピュータ1を用いたシミュレーションによって、タイヤ2(図2に示す)の振動性能を評価することができる。従って、本実施形態の評価方法では、タイヤ2を実際に製造することなく、路面31から隆起する突起35を乗り越えたタイヤ2の振動性能を評価することができるため、実際のタイヤ2を用いた従来の評価方法に比べて、コスト及び時間を低減することができる。また、本実施形態の路面モデル41は、図2に示した円筒状のドラム32に基づいてモデル化されるため、タイヤの設計現場で実施されているドラム32を用いたタイヤ2の評価方法を、コンピュータ1上で容易に実施することができる。   Moreover, in the evaluation method of the present embodiment, the vibration performance of the tire 2 (shown in FIG. 2) can be evaluated by simulation using the computer 1. Therefore, in the evaluation method of the present embodiment, since the vibration performance of the tire 2 over the protrusion 35 protruding from the road surface 31 can be evaluated without actually manufacturing the tire 2, the actual tire 2 was used. Compared with the conventional evaluation method, cost and time can be reduced. Further, since the road surface model 41 of the present embodiment is modeled based on the cylindrical drum 32 shown in FIG. 2, an evaluation method for the tire 2 using the drum 32 implemented at the tire design site is used. It can be easily implemented on the computer 1.

次に、コンピュータ1が、タイヤ2の振動性能が良好か否か判断する(工程S6)。振動性能が良好か否かは、タイヤ2(図2に示す)のカテゴリーや、タイヤ2に求められる性能に基づいて、図13に示したグラフから適宜判断される。工程S6では、タイヤ2の振動性能が良好であると判断された場合、タイヤモデル20に基づいて、タイヤ2が製造される(工程S7)。一方、振動性能が良好でないと判断された場合は、タイヤ2の構造等が設計変更され(工程S8)、工程S1〜工程S6が再度実行される。これにより、本発明では、振動性能が優れるタイヤ2を確実に設計することができる。   Next, the computer 1 determines whether or not the vibration performance of the tire 2 is good (step S6). Whether or not the vibration performance is good is appropriately determined from the graph shown in FIG. 13 based on the category of the tire 2 (shown in FIG. 2) and the performance required for the tire 2. In step S6, when it is determined that the vibration performance of the tire 2 is good, the tire 2 is manufactured based on the tire model 20 (step S7). On the other hand, when it is determined that the vibration performance is not good, the structure of the tire 2 is redesigned (step S8), and steps S1 to S6 are executed again. Thereby, in this invention, the tire 2 which is excellent in vibration performance can be designed reliably.

また、図2に示した評価対象のタイヤ2が突起35を乗り越えたときの上下軸力が測定されている場合、工程S6では、タイヤ2の上下軸力の波形と、タイヤモデル20が突起モデル42を乗り越えたときの上下軸力の波形とが一致しているか判断されるのが望ましい。これにより、工程S6では、コンピュータ1で計算されたタイヤモデル20の上下軸力が、実際のタイヤ2の上下軸力に近似しているか否かを確認できるため、振動性能の評価精度を高めることができる。   Further, when the vertical axial force when the evaluation target tire 2 shown in FIG. 2 gets over the protrusion 35 is measured, in step S6, the waveform of the vertical axial force of the tire 2 and the tire model 20 are the protrusion model. It is desirable to determine whether or not the waveform of the vertical axial force when overcoming 42 is the same. As a result, in step S6, it is possible to confirm whether or not the vertical axial force of the tire model 20 calculated by the computer 1 approximates the vertical axial force of the actual tire 2, so that the evaluation accuracy of vibration performance is increased. Can do.

本実施形態の路面モデル41は、図8に示したように、突起モデル42と一体にモデル化されるものが例示されたが、これに限定されるわけではない。例えば、路面モデルは、図9及び図11に示した平滑路面モデル45に、突起35(図4に示す)のみを独立してモデル化した突起モデル42を固定したものでもよい。図14は、突起モデル42のみを示す斜視図である。   As shown in FIG. 8, the road surface model 41 of the present embodiment is modeled integrally with the protrusion model 42, but is not limited thereto. For example, the road surface model may be obtained by fixing a projection model 42 in which only the projection 35 (shown in FIG. 4) is independently modeled to the smooth road surface model 45 shown in FIGS. FIG. 14 is a perspective view showing only the protrusion model 42.

このような路面モデルが用いられる場合、突起モデル42のない路面モデルに変更する変更工程S46では、突起モデル42の接触定義を削除するだけで、平滑路面モデル45に切り替えることができる。このため、この実施形態の変更工程S46では、前実施形態の変更工程S46とは異なり、タイヤモデル20と路面モデル(平滑路面モデル45)との接触を再定義する必要がないため、計算時間を短縮することができる。   When such a road surface model is used, in the changing step S46 for changing to a road surface model without the protrusion model 42, it is possible to switch to the smooth road surface model 45 simply by deleting the contact definition of the protrusion model 42. For this reason, in the change step S46 of this embodiment, unlike the change step S46 of the previous embodiment, it is not necessary to redefine the contact between the tire model 20 and the road surface model (smooth road surface model 45). It can be shortened.

しかも、この実施形態の評価方法では、図8に示した路面モデル41をモデル化する必要がない。従って、この実施形態の評価方法では、路面モデル41(図8に示す)を設定する工程S2を省略しつつ、路面モデル41を保存しているデータ部15(図1に示す)の容量を低減することができる。   Moreover, in the evaluation method of this embodiment, it is not necessary to model the road surface model 41 shown in FIG. Therefore, in the evaluation method of this embodiment, the capacity of the data unit 15 (shown in FIG. 1) storing the road surface model 41 is reduced while omitting the step S2 of setting the road surface model 41 (shown in FIG. 8). can do.

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。   As mentioned above, although especially preferable embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to embodiment of illustration, It can deform | transform and implement in a various aspect.

図5及び図10に示した処理手順に従って、図6に示したタイヤモデル及び路面モデルを用いたタイヤの振動性能評価方法が実施された(実施例)。実施例の変更工程では、タイヤモデルが突起モデルを1回のみ乗り越えた後に、図8に示した突起モデルを有する路面モデルが、図9に示した平滑路面モデルに切り替えられた。   The tire vibration performance evaluation method using the tire model and the road surface model shown in FIG. 6 was implemented according to the processing procedure shown in FIGS. 5 and 10 (Example). In the changing process of the example, after the tire model got over the protrusion model only once, the road surface model having the protrusion model shown in FIG. 8 was switched to the smooth road surface model shown in FIG.

また、実施例のシミュレーション工程では、転動開始から転動終了までの間、突起モデルを1回のみ乗り越えたタイヤモデルの上下軸力が計算された。実施例のタイヤモデルの上下軸力と転動時間との関係は、図12のグラフに示したとおりである。そして、実施例の工程S5では、タイヤモデルの上下軸力が周波数分析され、図13の実線で示される上下力パワースペクトル密度(上下軸力の密度)と、周波数との関係が求められた。   Further, in the simulation process of the example, the vertical axial force of the tire model that got over the protrusion model only once was calculated from the start of rolling to the end of rolling. The relationship between the vertical axial force and the rolling time of the tire model of the example is as shown in the graph of FIG. In step S5 of the example, the vertical axial force of the tire model was subjected to frequency analysis, and the relationship between the vertical force power spectral density (the vertical axial force density) indicated by the solid line in FIG. 13 and the frequency was determined.

比較のために、図6に示したタイヤモデル及び路面モデルを用いて、変更工程を有さないタイヤの振動性能評価方法が実施された(比較例)。比較例のシミュレーション工程では、転動開始から転動終了までの間、突起モデルを繰り返し乗り越えたタイヤモデルの上下軸力が計算された。実施例のタイヤモデルの上下軸力と転動時間との関係は、図15のグラフに示されている。図15に示されるように、比較例のタイヤモデルは、転動開始から転動終了までの間に、突起モデルを3回乗り越えている。   For comparison, a tire vibration performance evaluation method having no changing process was performed using the tire model and road surface model shown in FIG. 6 (comparative example). In the simulation process of the comparative example, the vertical axial force of the tire model that repeatedly climbed over the protrusion model from the start of rolling to the end of rolling was calculated. The relationship between the vertical axial force and the rolling time of the tire model of the example is shown in the graph of FIG. As shown in FIG. 15, the tire model of the comparative example gets over the protrusion model three times between the start of rolling and the end of rolling.

次に、比較例では、2回目以降に突起モデルを乗り越えたタイヤモデル20の上下軸力を無視して周波数分析するために、2回目以降の上下軸力が「0」に変更された(図16に示す)。そして、比較例では、図16に示した上下軸力が周波数分析され、図13の破線で示される上下力パワースペクトル密度と、周波数との関係が求められた。なお、共通仕様は、次のとおりである。
タイヤ:
タイヤサイズ:205/60R16
リムサイズ:16×6J
内圧:220kPa
荷重T:4510N
走行速度V:100km/h
路面(ドラム):
外径R1:1500mm
突起:
高さH2:5mm
幅W2:5mm
転動時間:0.5秒
周波数分析:
窓関数:レクタンギュラ
フレームサイズ:1024
表示ライン数:400
サンプリング時間:0.0005秒
Next, in the comparative example, the vertical axial force after the second time was changed to “0” in order to perform frequency analysis while ignoring the vertical axial force of the tire model 20 that got over the protrusion model after the second time (see FIG. 16). In the comparative example, the vertical axial force shown in FIG. 16 was subjected to frequency analysis, and the relationship between the vertical force power spectral density indicated by the broken line in FIG. 13 and the frequency was obtained. The common specifications are as follows.
tire:
Tire size: 205 / 60R16
Rim size: 16 × 6J
Internal pressure: 220 kPa
Load T: 4510N
Traveling speed V: 100km / h
Road surface (drum):
Outer diameter R1: 1500mm
Protrusion:
Height H2: 5mm
Width W2: 5mm
Rolling time: 0.5 seconds Frequency analysis:
Window function: Rectangle Frame size: 1024
Number of display lines: 400
Sampling time: 0.0005 seconds

テストの結果、実施例は、比較例に比べて、上下力パワースペクトル密度が広範囲に亘って示されている。従って、実施例では、比較例に比べて、周波数分析の分解能を小さくすることができ、タイヤの振動性能を正確に評価しうることが確認できた。   As a result of the test, the example shows a vertical force power spectral density over a wide range as compared with the comparative example. Therefore, in the example, it was confirmed that the resolution of the frequency analysis can be reduced as compared with the comparative example, and the vibration performance of the tire can be accurately evaluated.

2 タイヤ
20 タイヤモデル
31 路面
35 突起
41 路面モデル
42 突起モデル
2 Tire 20 Tire model 31 Road surface 35 Projection 41 Road surface model 42 Projection model

Claims (5)

路面から隆起する突起を乗り越えたタイヤの振動性能を、コンピュータを用いて評価するための方法であって、
前記コンピュータに、前記タイヤを有限個の要素でモデル化したタイヤモデルを入力する工程と、
前記コンピュータに、前記路面を有限個の要素でモデル化した路面モデルを入力する工程と、
前記コンピュータが、前記タイヤモデルを前記路面モデルに転動させて、前記タイヤの振動に関する物理量を計算するシミュレーション工程とを含み、
前記路面モデルは、前記突起をモデル化した突起モデルを有し、
前記シミュレーション工程は、前記タイヤモデルが前記突起モデルを乗り越えた後に、前記路面モデルを、前記突起モデルのない路面モデルに変更して、前記タイヤモデルを前記突起モデルのない路面モデルに転動させる変更工程を含むことを特徴とするタイヤの振動性能評価方法。
A method for evaluating, using a computer, the vibration performance of a tire that has overcome a protrusion protruding from a road surface,
Inputting to the computer a tire model obtained by modeling the tire with a finite number of elements;
Inputting to the computer a road surface model obtained by modeling the road surface with a finite number of elements;
A simulation step in which the computer rolls the tire model to the road surface model and calculates a physical quantity related to vibration of the tire;
The road surface model has a protrusion model that models the protrusion,
In the simulation step, after the tire model gets over the protrusion model, the road surface model is changed to a road surface model without the protrusion model, and the tire model is rolled to a road surface model without the protrusion model. A tire vibration performance evaluation method comprising a step.
前記コンピュータに、前記突起のない路面を、有限個の要素でモデル化した平滑路面モデルを入力する工程を含み、
前記変更工程は、前記突起モデルを有する路面モデルを、前記平滑路面モデルに切り替える請求項1記載のタイヤの振動性能評価方法。
Inputting to the computer a smooth road surface model obtained by modeling the road surface without the protrusions with a finite number of elements;
The tire vibration performance evaluation method according to claim 1, wherein the changing step switches a road surface model having the protrusion model to the smooth road surface model.
前記変更工程は、前記突起モデルを削除する請求項1記載のタイヤの振動性能評価方法。   The tire vibration performance evaluation method according to claim 1, wherein in the changing step, the protrusion model is deleted. 前記路面は、円筒状のドラムの外周面に形成される請求項1乃至3のいずれかに記載のタイヤの振動性能評価方法。   The tire road performance evaluation method according to any one of claims 1 to 3, wherein the road surface is formed on an outer peripheral surface of a cylindrical drum. 路面から隆起する突起を乗り越えたタイヤの振動性能を評価する演算処理装置を有するタイヤのシミュレーション装置であって、
前記演算処理装置は、前記タイヤを有限個の要素でモデル化したタイヤモデルが入力されるタイヤモデル入力部と、
前記路面を有限個の要素でモデル化した路面モデルが入力される路面モデル入力部と、
前記タイヤモデルを前記路面モデルで走行させて、前記タイヤの振動に関する物理量を計算する走行計算部とを含み、
前記路面モデルは、前記突起をモデル化した突起モデルを有し、
前記走行計算部は、前記タイヤモデルが前記突起モデルを乗り越えた後に、前記路面モデルを、前記突起モデルのない路面モデルに変更して、前記タイヤモデルを前記突起モデルのない路面モデルに転動させる路面変更部を含むことを特徴とするタイヤのシミュレーション装置。
A tire simulation apparatus having an arithmetic processing unit that evaluates the vibration performance of a tire overcoming a protrusion protruding from a road surface,
The arithmetic processing unit includes a tire model input unit that inputs a tire model obtained by modeling the tire with a finite number of elements;
A road surface model input unit to which a road surface model obtained by modeling the road surface with a finite number of elements is input;
A traveling calculation unit that travels the tire model with the road surface model and calculates a physical quantity related to the vibration of the tire,
The road surface model has a protrusion model that models the protrusion,
The running calculation unit, after the tire model gets over the projection model, the road surface model, and change the projection model with no road model, to roll the tire model on the road model without the projection model A tire simulation apparatus including a road surface changing unit.
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