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JP5814740B2 - Tire simulation method - Google Patents
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Description

本発明は、計算時間等を短縮しうるタイヤのシミュレーション方法に関する。   The present invention relates to a tire simulation method capable of reducing calculation time and the like.

近年、コンピュータを使用したタイヤ性能のシミュレーション方法が種々提案されている。例えば、下記特許文献1及び2には、タイヤ及びリムをそれぞれ複数の微小要素に分割して、タイヤモデル及びリムモデルを作成するステップと、これらの両モデルを嵌合させるステップとを含んだタイヤ性能のシミュレーション方法が記載されている。このようなシミュレーション方法は、タイヤ単体ではなく、タイヤを実際にリムに装着した状態での性能評価が可能になるため、予測精度を高めうる点で好ましいものである。   In recent years, various tire performance simulation methods using a computer have been proposed. For example, in Patent Documents 1 and 2 below, tire performance including a step of dividing a tire and a rim into a plurality of microelements to create a tire model and a rim model, and a step of fitting both the models. The simulation method is described. Such a simulation method is preferable in that the accuracy of prediction can be improved because performance evaluation can be performed in a state where the tire is actually mounted on the rim instead of the tire alone.

特許第第3650342号公報Japanese Patent No. 3650342 特許第第4372498号公報Japanese Patent No. 4372498

しかしながら、上記のシミュレーション方法では、いずれもリムモデルが、実際のリムを微小要素で分割して作られる。このような作業は、リムを多数の要素で分割するための節点の座標を決定し、かつ、全ての座標をコンピュータに記憶させる必要があり、モデルの作成に多くの時間を要するという問題があった。   However, in any of the above simulation methods, a rim model is created by dividing an actual rim with microelements. Such an operation has a problem that it takes a lot of time to create a model because it is necessary to determine the coordinates of the nodes for dividing the rim into a large number of elements and to store all the coordinates in the computer. It was.

また、図11に示されるように、リムaは、通常、空気入りタイヤのビード部bが着座するリムシート面a1と、ほぼ垂直にのびビード部bの外側面を支えるリムフランジ面a2とが交わりるリムヒール部a3等が滑らかな円弧からなる曲面で構成されている。一方、有限要素法で使用される微小要素は、二次元の場合には直線、三次元の場合には平面で構成されるため、リムヒール部a3等の曲面を精度良く表現することができない。このため、従来のシミュレーション方法では、タイヤモデルをリムモデルに嵌合させるステップにおいて、予期しない振動が生じたり、計算精度が悪化する等の問題があった。   In addition, as shown in FIG. 11, the rim a normally has a rim seat surface a1 on which the bead portion b of the pneumatic tire is seated and a rim flange surface a2 that supports the outer surface of the bead portion b extending almost vertically. The rim heel part a3 and the like are formed of a curved surface formed of a smooth arc. On the other hand, the microelements used in the finite element method are composed of straight lines in the case of two dimensions and planes in the case of three dimensions, so that curved surfaces such as the rim heel part a3 cannot be accurately expressed. For this reason, in the conventional simulation method, in the step of fitting the tire model to the rim model, there are problems such as unexpected vibrations and deterioration of calculation accuracy.

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、リムモデルのタイヤモデルと接触する接触面を、関数によって定義することを基本として、モデルの作成時間を短縮するとともに、計算精度をも向上しうるタイヤのシミュレーション方法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-described problems, and is based on the fact that the contact surface that contacts the tire model of the rim model is defined by a function, while shortening the model creation time and calculating accuracy. The main object is to provide a tire simulation method that can improve the performance.

本発明のうち請求項1記載の発明は、空気入りタイヤを有限個の要素でモデル化したタイヤモデルを設定するステップと、前記タイヤモデルと接触する接触面を有するリムをモデル化したリムモデルを設定するステップと、前記タイヤモデルを前記リムモデルに装着する条件を与えて前記リムモデルに前記タイヤモデルを嵌合させたタイヤ・リム組立体モデルを設定するステップとを含むタイヤのシミュレーション方法であって、前記タイヤモデルは、タイヤ回転軸を含む断面における二次元形状で設定され、前記リムモデルの前記接触面は、リムの回転軸を含む断面における二次元形状で設定され、前記リムモデルの前記接触面は、直線を表す一次関数と、円弧を表す二次関数とを滑らかに繋いで定義されることを特徴とする。
The invention according to claim 1 of the present invention sets a tire model in which a pneumatic tire is modeled by a finite number of elements, and sets a rim model that models a rim having a contact surface that contacts the tire model. the method comprising, the tire model is a simulation method of tire including the step of setting the tire-rim assembly model fitted tire model to the Rimumoderu giving conditions to be attached to the Rimumoderu, the The tire model is set in a two-dimensional shape in a cross section including a tire rotation axis, the contact surface of the rim model is set in a two-dimensional shape in a cross section including a rotation axis of the rim, and the contact surface of the rim model is a straight line Is defined by smoothly connecting a linear function representing a circular function and a quadratic function representing an arc .

また請求項3記載の発明は、前記タイヤ・リム組立体モデルを設定するステップは、前記タイヤモデルと、前記リムモデルの接触面との接触を判定するステップを含み、前記接触を判定するステップは、前記タイヤモデル側の各節点が、前記関数で表される面の内側にあるか又は外側にあるかを調べるステップを含むことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the step of setting the tire / rim assembly model includes a step of determining contact between the tire model and a contact surface of the rim model, and the step of determining the contact includes: The method includes a step of checking whether each node on the tire model side is inside or outside the surface represented by the function.

本発明は、空気入りタイヤを有限個の要素でモデル化したタイヤモデルを設定するステップと、前記タイヤモデルと接触する接触面を有するリムをモデル化したリムモデルを設定するステップと、前記タイヤモデルを前記リムモデルに装着する条件を与えて前記リムモデルに前記タイヤモデルを嵌合させたタイヤ・リム組立体モデルを設定するステップとを含むタイヤのシミュレーション方法において、リムモデルの前記接触面を、関数によって定義することを特徴とする。このように、本発明で用いられるリムモデルは、関数によって接触面を特定しうる結果、従来のリムモデルのように、多数の微小要素(多数の節点)を用いてリムを分割する必要が無い。従って、リムモデルの作成時間が低減される。   The present invention includes a step of setting a tire model obtained by modeling a pneumatic tire with a finite number of elements, a step of setting a rim model obtained by modeling a rim having a contact surface in contact with the tire model, and the tire model. A tire simulation method including a step of providing a tire / rim assembly model in which the tire model is fitted to the rim model by giving conditions for mounting to the rim model, and defining the contact surface of the rim model by a function It is characterized by that. As described above, the rim model used in the present invention can specify the contact surface by a function. As a result, unlike the conventional rim model, it is not necessary to divide the rim using a large number of minute elements (a large number of nodes). Therefore, the creation time of the rim model is reduced.

また、本発明では、リムモデルの接触面が、関数を用いて定義されるため、平面はもとより、曲面についても二次関数等を用いて定義できる。従って、リムモデルの接触面を、滑らかに表現することもできる。これにより、タイヤモデルをリムモデルに嵌合させるステップにおいて、予期しない振動の発生や計算精度の悪化が抑制される。   In the present invention, since the contact surface of the rim model is defined using a function, not only a plane but also a curved surface can be defined using a quadratic function or the like. Therefore, the contact surface of the rim model can be expressed smoothly. Thereby, in the step of fitting the tire model to the rim model, occurrence of unexpected vibrations and deterioration of calculation accuracy are suppressed.

本発明の一実施形態を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows one Embodiment of this invention. 二次元のタイヤモデルを視覚化して示す断面図である。It is sectional drawing which visualizes and shows a two-dimensional tire model. 二次元のリムモデル(片側のみ)を視覚化して示す断面図である。It is sectional drawing which visualizes and shows a two-dimensional rim model (only one side). (a)及び(b)は、リムモデルの実施形態を示す断面図である。(A) And (b) is sectional drawing which shows embodiment of a rim | limb model. タイヤ・リム組立体モデルの設定方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the setting method of a tire and rim assembly model. タイヤ・リム組立体モデルを説明する断面図である。It is sectional drawing explaining a tire and rim assembly model. 他の実施形態のタイヤ・リム組立体モデルの設定方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the setting method of the tire rim assembly model of other embodiment. 三次元のタイヤ・リム組立体モデルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a three-dimensional tire and rim assembly model. 比較例のリムモデルを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the rim model of a comparative example. タイヤ・リム組立体モデルのビード部とリムとの嵌合状態を示す部分断面図であり、(a)は実施例、(b)は比較例のものである。It is a fragmentary sectional view showing a fitting state of a bead part and a rim of a tire and rim assembly model, (a) is an example and (b) is a comparative example. 空気入りタイヤとリムとの嵌合状態を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing a fitting state of a pneumatic tire and a rim.

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図1には、本実施形態のタイヤのシミュレーション方法の処理手順の一例が示されており、この処理は、コンピュータ(図示省略)を用いて実行される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of a processing procedure of the tire simulation method of the present embodiment, and this processing is executed using a computer (not shown).

本実施形態では、先ず、空気入りタイヤを有限個の要素でモデル化したタイヤモデルが設定される(ステップS1)。   In the present embodiment, first, a tire model obtained by modeling a pneumatic tire with a finite number of elements is set (step S1).

図2に示されるように、本実施形態のタイヤモデル2は、タイヤ回転軸を含む断面形状を有する二次元形状で設定される。該タイヤモデル2は、解析対象となる空気入りタイヤ(図示省略)を有限個の微小な要素2a、2b、2c…に分割して離散化することにより、コンピュータにて取り扱い可能な数値データとして設定される。具体的には、各要素2a、2b、2c…の節点座標値、要素形状、材料特性(例えば密度、ヤング率、減衰係数など)が定義され、コンピュータに記憶される。   As shown in FIG. 2, the tire model 2 of the present embodiment is set in a two-dimensional shape having a cross-sectional shape including the tire rotation axis. The tire model 2 is set as numerical data that can be handled by a computer by dividing a pneumatic tire (not shown) to be analyzed into a finite number of minute elements 2a, 2b, 2c. Is done. Specifically, node coordinate values, element shapes, and material properties (for example, density, Young's modulus, damping coefficient, etc.) of each element 2a, 2b, 2c... Are defined and stored in the computer.

各要素2a、2b、2c…には、例えば2次元平面としては四辺形要素が好適である。また、3次元のタイヤモデルを作成する場合には、複雑形状を表現するのに適した4乃至6面体のソリッド要素などが用いられる。   For each element 2a, 2b, 2c..., For example, a quadrilateral element is suitable as a two-dimensional plane. Further, when creating a three-dimensional tire model, a tetrahedron or a hexahedron solid element suitable for expressing a complicated shape is used.

本実施形態のタイヤモデル2には、トレッド部の表面のパターン形状(縦溝)も忠実に再現されているが、これらの形状を省略することもできる。   In the tire model 2 of the present embodiment, the pattern shape (vertical groove) on the surface of the tread portion is also faithfully reproduced, but these shapes can be omitted.

また、空気入りタイヤは、カーカスやベルト層等の繊維コード材で補強されるが、これらの繊維コード材は、例えば強度異方性が定義されたシェル要素2Sなどを用いてタイヤモデル2の中に組み入れられることが望ましい。さらに、空気入りタイヤには、リムに装着されるビード部に、非伸張性材料からなる環状のビードコアが埋設されているが、これについても、例えば剛要素を用いてタイヤモデル2の中に組み入れられるのが望ましい。   The pneumatic tire is reinforced with a fiber cord material such as a carcass or a belt layer, and these fiber cord materials are included in the tire model 2 by using, for example, a shell element 2S in which strength anisotropy is defined. It is desirable to be incorporated into. Further, in a pneumatic tire, an annular bead core made of a non-extensible material is embedded in a bead portion attached to a rim. This is also incorporated into the tire model 2 by using, for example, a rigid element. It is desirable that

次に、本実施形態では、リムをモデル化したリムモデルが設定される(ステップS2)。   Next, in this embodiment, a rim model obtained by modeling a rim is set (step S2).

図3には、本実施形態のリムモデル3が視覚化して示されている。該リムモデル3は、リムの回転中心を含む断面形状を有する二次元形状で定義されており、図3には、右側のみが示されている。リムモデル3は、タイヤモデル2のビード部と接触する接触面4を有し、本実施形態のリムモデル3は、この接触面4のみで構成されている。   In FIG. 3, the rim model 3 of the present embodiment is visualized. The rim model 3 is defined as a two-dimensional shape having a cross-sectional shape including the center of rotation of the rim, and only the right side is shown in FIG. The rim model 3 has a contact surface 4 that comes into contact with the bead portion of the tire model 2, and the rim model 3 of the present embodiment is configured by only the contact surface 4.

本実施形態において、前記リムモデル3の接触面4は、基点Oからタイヤ軸方向外側にのびる直線からなるリムシート面4aと、このリムシート面4aのタイヤ軸方向の外端Aに滑らかに接続されかつ円弧からなるヒール円弧面4bと、このヒール円弧面4bのタイヤ軸方向外側の外端Bに滑らかに接続されかつ直線でのびるフランジ内方面4cと、このフランジ内方面4cの外端Cに滑らかに接続されかつ円弧からなるフランジ外円弧面4dとから構成されている。このフランジ外円弧面4dは、外端Dで終端している。   In the present embodiment, the contact surface 4 of the rim model 3 is smoothly connected to the rim seat surface 4a composed of a straight line extending outward from the base point O in the tire axial direction, and the outer end A of the rim seat surface 4a in the tire axial direction, and is an arc. A heel arc surface 4b, a flange inner surface 4c that is smoothly connected to the outer end B of the heel arc surface 4b in the tire axial direction and extends linearly, and a smooth connection to the outer end C of the flange inner surface 4c. And a flange outer arc surface 4d made of an arc. The flange outer circular arc surface 4d terminates at the outer end D.

前記接触面4において、直線からなるリムシート面4aは、例えば一次関数y=f1(x){ただし、区間は点O〜点A}で、また、直線からなるフランジ内方面4cは、例えば一次関数y=f3(x){ただし、区間は点B〜点C}でそれぞれ定義される。本実施形態のリムシート面4aは、タイヤ軸方向に対して5゜程度で傾斜している。同様に、フランジ内方面4cもタイヤ半径方向に対して5゜程度で傾斜している。   In the contact surface 4, the rim seat surface 4 a made of a straight line has, for example, a linear function y = f 1 (x) {where the section is a point O to a point A}, and the flange inner surface 4 c made of a straight line has, for example, a linear function y = f3 (x) {however, the section is defined by points B to C}. The rim seat surface 4a of the present embodiment is inclined at about 5 ° with respect to the tire axial direction. Similarly, the flange inner surface 4c is also inclined at about 5 ° with respect to the tire radial direction.

また、接触面4において、円弧からなるヒール円弧面4bは二次関数y=f2(x){ただし、区間は点A〜B}で、また、円弧からなるフランジ外円弧面4dは、二次関数y=f4(x){ただし、区間は点C〜D}でそれぞれ定義される。   In the contact surface 4, the heel arc surface 4 b made of an arc is a quadratic function y = f 2 (x) {however, the section is a point A to B}, and the flange outer arc surface 4 d made of an arc is a quadratic function The function y = f4 (x) {where the interval is defined by points C to D}.

そして、上記各関数は、区間を示す点O、A乃至Dの座標とともに、コンピュータに記憶される。また、本実施形態では、リムモデル3の前記接触面4は、実際のリムの変形が微小であることに鑑み、変化しない剛体表面として条件付けられる。ただし、このような条件に限定されるものではない。   Each function is stored in the computer together with the coordinates of the points O and A to D indicating the section. In the present embodiment, the contact surface 4 of the rim model 3 is conditioned as a rigid surface that does not change in view of the fact that the actual rim deformation is minute. However, it is not limited to such conditions.

このように、本実施形態のリムモデル3の接触面4は、一次関数で定義される直線及び二次関数で定義される円弧だけを用いて、基点Oから外端Dまで連続してかつ凹凸なく滑らかに構成される。このような接触面4を有するリムモデル3は、本来のリムが有する輪郭形状に基づいて関数を定義するだけで足り、従来のように、多数の微小要素でリムを分割・離散化する必要がない。従って、リムモデル3の作成時間が大幅に短縮される。   As described above, the contact surface 4 of the rim model 3 of the present embodiment is continuous from the base point O to the outer end D and without unevenness using only a straight line defined by a linear function and an arc defined by a quadratic function. Constructed smoothly. In the rim model 3 having such a contact surface 4, it is only necessary to define a function based on the contour shape of the original rim, and there is no need to divide and discretize the rim with a large number of minute elements as in the prior art. . Therefore, the creation time of the rim model 3 is greatly shortened.

図3には、タイヤモデル2の右側のビード部と接触する接触面4Rを有する右側のリムモデル3Rが示されているが、図4(a)に示されるように、タイヤモデル2の左側のビード部と接触する接触面4Lを有する左側のリムモデル3Lも、右側のリムモデル3Rと左右対称形状で形成することができる。なお、左右のリムモデル3L、3Rは、図4(a)に示したように、離間して互いに独立したもの(以下、「分離タイプ」ということがある。)でも良いし、図4(b)に示されるように、互いに連結されて一体化されたもの(以下、「一体タイプ」ということがある。)でも良い。   FIG. 3 shows a right rim model 3R having a contact surface 4R that contacts the right bead portion of the tire model 2. As shown in FIG. 4A, the left bead of the tire model 2 is shown. The left rim model 3L having the contact surface 4L in contact with the portion can also be formed in a bilaterally symmetric shape with the right rim model 3R. As shown in FIG. 4A, the left and right rim models 3L and 3R may be separated and independent from each other (hereinafter sometimes referred to as “separation type”), or FIG. 4B. As shown in FIG. 4, they may be connected to each other and integrated (hereinafter sometimes referred to as “integrated type”).

次に、本実施形態では、タイヤモデル2をリムモデル3に装着する条件を与え、リムモデル3にタイヤモデル2を嵌合させたタイヤ・リム組立体モデルが設定される(ステップS3)。   Next, in the present embodiment, conditions for mounting the tire model 2 on the rim model 3 are given, and a tire / rim assembly model in which the tire model 2 is fitted to the rim model 3 is set (step S3).

上記処理は、種々の方法で実行させることができる。例えば、リムモデル3が、図4(a)に示した分離タイプの場合、図5に示されるように、先ず、タイヤモデル2及びリムモデル3の互いの回転軸を揃えるとともに、左右のリムモデル3L、3Rのリム幅Rwaを、タイヤモデル2のビード部の幅Bwよりも大きく設定することにより、接触面4がタイヤモデル2のビード部と干渉しないように位置させる。   The above process can be executed by various methods. For example, in the case where the rim model 3 is the separation type shown in FIG. 4A, as shown in FIG. 5, the tire model 2 and the rim model 3 are first aligned with each other, and the left and right rim models 3L, 3R are aligned. The rim width Rwa of the tire model 2 is set larger than the width Bw of the bead portion of the tire model 2 so that the contact surface 4 does not interfere with the bead portion of the tire model 2.

次に、図6に示されるように、左右のリムモデル3L、3Rのリム幅を、正規のリム幅Rwになるようにタイヤ軸方向内側に移動させる。また、移動の後、タイヤモデル2の内腔面2iに空気圧に相当する等分布荷重が適用される。さらに、この際、両モデル2及び3の接触が判定され、接触していると判定された場合、一方のモデルは他方のモデルに対して壁として働き、互いの表面を通して力のやりとりが行われるとともに、タイヤモデル2の変形が計算される。そして、力の釣り合いが得られるまでこのような計算が繰り返される。この方法は、例えば上記特許文献2に記載されている。   Next, as shown in FIG. 6, the rim widths of the left and right rim models 3L and 3R are moved inward in the tire axial direction so as to become the regular rim width Rw. Further, after the movement, an equally distributed load corresponding to the air pressure is applied to the lumen surface 2 i of the tire model 2. Further, at this time, the contact between the models 2 and 3 is determined, and when it is determined that they are in contact, one model acts as a wall with respect to the other model, and force exchange is performed through the surfaces of each other. At the same time, the deformation of the tire model 2 is calculated. Such a calculation is repeated until a balance of forces is obtained. This method is described in, for example, Patent Document 2 described above.

他方、リムモデル3が、図4(b)に示した一体タイプの場合、そのリム幅は、予め正規のリム幅Rwで定義される。このため、図7に示されるように、タイヤモデル2及びリムモデル3の互いの回転軸を揃えるとともに、例えばタイヤモデル2のビード部の幅Bwをリム幅Rwよりも小さくなるよう変形させ、互いに干渉しないように位置させる。次に、タイヤモデル2の内腔面2iに空気圧に相当する等分布荷重が適用することにより、タイヤモデル2を膨張変形させる。この際、上記の場合と同様、両モデル2及び3の接触が判定され、接触していると判定された場合、一方のモデルは他方のモデルに対して壁として働き、互いの表面を通して力のやりとりが行われるとともに、タイヤモデル2の変形が計算される。なお、この方法は、例えば上記特許文献1に記載されている。   On the other hand, when the rim model 3 is of the integral type shown in FIG. 4B, the rim width is defined in advance as a normal rim width Rw. For this reason, as shown in FIG. 7, the rotation axes of the tire model 2 and the rim model 3 are aligned, and for example, the width Bw of the bead portion of the tire model 2 is deformed to be smaller than the rim width Rw to interfere with each other. Position it so that it does not. Next, the tire model 2 is inflated and deformed by applying an evenly distributed load corresponding to air pressure to the lumen surface 2 i of the tire model 2. At this time, as in the case described above, when the models 2 and 3 are in contact with each other, if it is determined that they are in contact, one model acts as a wall against the other model, As exchanges take place, the deformation of the tire model 2 is calculated. This method is described in, for example, Patent Document 1 described above.

これらの処理を行うことにより、例えば、図6に示したように、リムモデル3にタイヤモデル2を所定の空気圧で嵌合させたタイヤ・リム組立体モデル5を設定することができる。   By performing these processes, for example, as shown in FIG. 6, a tire / rim assembly model 5 in which the tire model 2 is fitted to the rim model 3 at a predetermined air pressure can be set.

なお、上記ステップS3において、タイヤモデル2と、リムモデル3の接触面4との接触判定がなされるが、本実施形態のような関数で定義された接触面4を有するリムモデル3を使用した場合、微小要素で分割されたリムモデルを使用する場合に比して、上記接触判定を高速に計算できる利点もある。即ち、従来では、タイヤモデル2の各節点が、リムモデル3の個々の要素毎に内側又は外側にあるかを計算して判断しなければならない。これに対して、本実施形態の場合、接触面4が関数で定義されているので、タイヤモデル2側の各節点が、この関数で表される面の内側にあるか又は外側にあるかだけを調べれば良い。また、関数の数(種類)は、要素の数よりも少ないため、本実施形態では、上記判定処理をより高速に行うことができる他、要素分割のように、分割方法にも依存しない利点がある。   In step S3, contact determination between the tire model 2 and the contact surface 4 of the rim model 3 is performed. When the rim model 3 having the contact surface 4 defined by the function as in the present embodiment is used, There is also an advantage that the contact determination can be calculated at a higher speed than when using a rim model divided by small elements. That is, conventionally, it must be determined by calculating whether each node of the tire model 2 is inside or outside for each individual element of the rim model 3. On the other hand, in the case of this embodiment, since the contact surface 4 is defined by a function, each node on the tire model 2 side is only inside or outside the surface represented by this function. Can be checked. In addition, since the number (type) of functions is smaller than the number of elements, the present embodiment can perform the above-described determination processing at a higher speed, and has an advantage that does not depend on the division method, such as element division. is there.

次に、本実施形態では、上記タイヤ・リム組立体モデル5を用いて、各種の変形シミュレーション(例えば、転動シミュレーション、接地形状シミュレーション、耐久シミュレーション等)が行われ(ステップS4)、その結果から各種の物理量が取得される(ステップS5)。なお、リムモデル3が分離タイプの場合、左右のリムモデル3L、3Rの並進自由度を一致させるのが望ましい。   Next, in the present embodiment, various deformation simulations (for example, rolling simulation, grounding shape simulation, durability simulation, etc.) are performed using the tire / rim assembly model 5 (step S4), and the results are as follows. Various physical quantities are acquired (step S5). When the rim model 3 is a separation type, it is desirable to make the translational degrees of freedom of the left and right rim models 3L and 3R coincide.

なお、上記実施形態では、二次元のタイヤモデル2及びリムモデル3を例に挙げて説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではない。即ち、上述のように、二次元形状のタイヤモデル2とリムモデル3とを嵌合させたタイヤ・リム組立体モデル5をタイヤ周方向に展開し、三次元のタイヤ・リム組立体モデルを設定しても良いのは言うまでもない。   In the above embodiment, the two-dimensional tire model 2 and the rim model 3 have been described as examples. However, the present invention is not limited to such an embodiment. That is, as described above, the tire / rim assembly model 5 in which the two-dimensional tire model 2 and the rim model 3 are fitted is developed in the tire circumferential direction, and a three-dimensional tire / rim assembly model is set. It goes without saying.

以上本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形することができるのは言うまでもない。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

サイズ195/65R15の解析対象のタイヤと、15×6.0Jのリム(JATMA規格準拠)について、それぞれ二次元のタイヤモデル、リムモデルが下記の仕様にて設定され、モデルの作成時間や嵌合時の精度等が評価された。   Two-dimensional tire models and rim models for tires subject to analysis of size 195 / 65R15 and 15 × 6.0J rims (compliant with JATMA standards) are set according to the following specifications, respectively, and the model creation time and fitting time The accuracy of was evaluated.

[実施例のタイヤ・リム組立体の仕様]
タイヤモデル:図2に準拠し、要素数は1926個とした。
リムモデル:図3に準拠した分離タイプとし、左右各々4種類の関数で定義された。
[Specifications of tire / rim assembly of example]
Tire model: In accordance with FIG. 2, the number of elements was 1926.
Rim model: A separation type conforming to FIG. 3 and defined by four types of functions on the left and right.

[比較例のタイヤ・リム組立体の仕様]
タイヤモデル:上記と同様
リムモデル:図9に示されるように、分離タイプとし、左右各々17個(計34要素)の微小要素eで定義された。なお、図9中、丸印は節点を示す。
[Specifications of tire / rim assembly of comparative example]
Tire model: Same as above Rim model: As shown in FIG. 9, it was defined as a separated type and defined by 17 left and right (34 elements in total) microelements e. In FIG. 9, circles indicate nodes.

先ず、リムモデルの作成時間については、実施例を100とした場合、比較例は150であり、50%も時間が多くかかっていることが確認できた。   First, with respect to the creation time of the rim model, when the example was set to 100, the comparative example was 150, and it was confirmed that it took 50% as much time.

また、嵌合ステップの計算に要した時間は、実施例を100とした場合、比較例は131であった。   The time required for the calculation of the fitting step was 131 in the comparative example when the example was 100.

さらに、図10には、嵌合ステップを完了した状態が視覚化して示されており、図10(b)の比較例では、タイヤモデルのビード部がリムモデルからはみ出しており、嵌合状態が精度良く再現されていないのに対して、図10(a)の実施例では、精度の良い嵌合が得られていることが確認できた。   Further, FIG. 10 shows a state in which the fitting step is completed, and in the comparative example of FIG. 10 (b), the bead portion of the tire model protrudes from the rim model, and the fitting state is accurate. Although not reproduced well, in the example of FIG. 10 (a), it was confirmed that an accurate fitting was obtained.

2 タイヤモデル
3 リムモデル
4 接触面
5 タイヤ・リム組立体モデル
2 Tire model 3 Rim model 4 Contact surface 5 Tire / rim assembly model

Claims (3)

空気入りタイヤを有限個の要素でモデル化したタイヤモデルを設定するステップと、
前記タイヤモデルと接触する接触面を有するリムをモデル化したリムモデルを設定するステップと、
前記タイヤモデルを前記リムモデルに装着する条件を与えて前記リムモデルに前記タイヤモデルを嵌合させたタイヤ・リム組立体モデルを設定するステップとを含むタイヤのシミュレーション方法であって、
前記タイヤモデルは、タイヤ回転軸を含む断面における二次元形状で設定され、
前記リムモデルの前記接触面は、リムの回転軸を含む断面における二次元形状で設定され、
前記リムモデルの前記接触面は、直線を表す一次関数と、円弧を表す二次関数とを滑らかに繋いで定義されることを特徴とするタイヤのシミュレーション方法。
Setting a tire model in which a pneumatic tire is modeled by a finite number of elements;
Setting a rim model that models a rim having a contact surface in contact with the tire model;
Setting a tire / rim assembly model in which the tire model is fitted to the rim model by giving a condition for mounting the tire model on the rim model,
The tire model is set in a two-dimensional shape in a cross section including a tire rotation axis,
The contact surface of the rim model is set in a two-dimensional shape in a cross section including the rotation axis of the rim,
The tire simulation method , wherein the contact surface of the rim model is defined by smoothly connecting a linear function representing a straight line and a quadratic function representing an arc .
前記二次元形状のタイヤモデルと、前記二次元形状のリムモデルとを嵌合したタイヤ・リム組立体モデルをタイヤ周方向に展開して三次元のタイヤ・リム組立体モデルを設定するステップをさらに含む請求項1記載のタイヤのシミュレーション方法。A step of developing a tire / rim assembly model obtained by fitting the two-dimensional tire model and the two-dimensional shape rim model in a tire circumferential direction to set a three-dimensional tire / rim assembly model; The tire simulation method according to claim 1. 前記タイヤ・リム組立体モデルを設定するステップは、前記タイヤモデルと、前記リムモデルの接触面との接触を判定するステップを含み、The step of setting the tire / rim assembly model includes the step of determining contact between the tire model and a contact surface of the rim model;
前記接触を判定するステップは、前記タイヤモデル側の各節点が、前記関数で表される面の内側にあるか又は外側にあるかを調べるステップを含む請求項1又は2に記載のタイヤのシミュレーション方法。  The tire simulation according to claim 1 or 2, wherein the step of determining the contact includes a step of checking whether each node on the tire model side is inside or outside the surface represented by the function. Method.
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