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JP6415951B2 - Tire performance evaluation method, tire performance evaluation apparatus, and tire performance evaluation program - Google Patents
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Tire performance evaluation method, tire performance evaluation apparatus, and tire performance evaluation program Download PDF

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Description

本発明は、タイヤ性能評価方法、タイヤ性能評価装置、及びタイヤ性能評価プログラムに関する。   The present invention relates to a tire performance evaluation method, a tire performance evaluation device, and a tire performance evaluation program.

従来からタイヤ性能の評価方法として有限要素法を使用する方法が知られている(特許文献1〜4参照)。この方法では、タイヤモデルを小さな複数の要素で近似し、各要素に弾性率等の特性を設定するとともに、タイヤモデルに内圧や摩擦係数等の境界条件を設定する。そしてタイヤモデルを路面モデル上で転動させる計算を行い、接地圧力分布や剪断応力分布等を求める。そして求まった結果をタイヤの設計にフィードバックし、タイヤの設計上の改良に役立てている。   Conventionally, a method using a finite element method is known as a tire performance evaluation method (see Patent Documents 1 to 4). In this method, a tire model is approximated by a plurality of small elements, characteristics such as elastic modulus are set for each element, and boundary conditions such as internal pressure and friction coefficient are set for the tire model. Then, a calculation for rolling the tire model on the road surface model is performed to obtain a contact pressure distribution, a shear stress distribution, and the like. The results obtained are fed back to the tire design and used to improve the tire design.

特開2003−294586号公報JP 2003-294586 A 特開2006−76404号公報JP 2006-76404 A 特開2012−37280号公報JP 2012-37280 A 特開2004−189205号公報JP 2004-189205 A

しかし従来の評価方法では、タイヤの接地面全体の接地圧力分布や剪断応力分布等を求めており、タイヤの細かい部分(例えばセンターリブやショルダーリブ等の部位)毎の挙動や物理量の負担割合等は見ていなかった。そのため、評価結果をタイヤの設計に十分フィードバックできていなかった。   However, in the conventional evaluation method, the contact pressure distribution and shear stress distribution of the entire contact surface of the tire are obtained, and the behavior of each fine part of the tire (for example, the center rib and shoulder rib) and the burden ratio of physical quantity, etc. Did not see. Therefore, the evaluation results could not be sufficiently fed back to the tire design.

そこで本発明は、タイヤの細かい部分毎の物理量の負担割合等を知ることができるタイヤ性能評価方法、タイヤ性能評価装置、及びタイヤ性能評価プログラムを提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the tire performance evaluation method, tire performance evaluation apparatus, and tire performance evaluation program which can know the burden ratio etc. of the physical quantity for every fine part of a tire.

実施形態のタイヤ性能評価方法は、有限要素モデルであるタイヤモデルの接地面上の各部位を複数のグループのいずれかに分類する工程と、前記タイヤモデルを路面モデルに接地させて有限要素法により挙動解析し、前記タイヤモデルの各節点の物理量を求める工程と、前記タイヤモデルの接地面の各節点を粘着領域又は滑り領域のいずれかのものとして分類する工程と、同じ前記グループかつ同じ前記領域に分類された各節点の前記物理量をそれぞれ積算して、同じ前記グループかつ同じ前記領域の部分毎の挙動又は物理量の負担割合を求める工程と、を含む。
The tire performance evaluation method according to the embodiment includes a step of classifying each part on a contact surface of a tire model, which is a finite element model, into one of a plurality of groups, and contacting the tire model with a road surface model by a finite element method. Analyzing the behavior, obtaining a physical quantity of each node of the tire model, classifying each node of the contact surface of the tire model as either an adhesive region or a sliding region, the same group and the same region And adding the physical quantities of the nodes classified into (1) to determine the behavior or the share of physical quantity for each part of the same group and the same area .

また、実施形態のタイヤ性能評価装置は、有限要素モデルであるタイヤモデルの接地面上の各部位を複数のグループのいずれかに分類するグルーピング部と、前記タイヤモデルを路面モデルに接地させて有限要素法により挙動解析し前記タイヤモデルの各節点の物理量を求める挙動解析部と、前記タイヤモデルの接地面の各節点を粘着領域又は滑り領域のいずれかのものとして分類する分類部と、同じ前記グループかつ同じ前記領域に分類された各節点の前記物理量をそれぞれ積算して、同じ前記グループかつ同じ前記領域の部分毎の挙動又は物理量の負担割合を求める積算部と、を備える。
Further, the tire performance evaluation apparatus according to the embodiment includes a grouping unit that classifies each part on the contact surface of the tire model, which is a finite element model, into one of a plurality of groups, and the tire model is grounded to the road surface model to be finite. Same as the behavior analysis unit for analyzing the behavior by the element method and obtaining the physical quantity of each node of the tire model, and the classification unit for classifying each node of the contact surface of the tire model as either an adhesive region or a slip region An integration unit that integrates the physical quantities of the nodes classified into the group and the same region, respectively , and obtains a behavior or a share of the physical quantity for each part of the same group and the same region .

また、実施形態のタイヤ性能評価プログラムは、有限要素モデルであるタイヤモデルを路面モデルに接地させて行った有限要素法による挙動解析の結果に基づき、前記タイヤモデルの接地面の各節点を粘着領域又は滑り領域のいずれかに分類する工程と、前記挙動解析の結果としての物理量であって、前記タイヤモデルの接地面上の各部位を分類した各グループ内でかつ各前記領域内の節点の物理量を、それぞれ積算して、同じ前記グループかつ同じ前記領域の部分毎の挙動又は物理量の負担割合を求める工程と、を含む処理をコンピュータに実行させる。 Further, the tire performance evaluation program of the embodiment is based on the result of the behavior analysis by the finite element method performed by bringing the tire model, which is a finite element model, into contact with the road surface model. Or a physical quantity as a result of the behavior analysis, and a physical quantity of a node in each group in which each part on the ground contact surface of the tire model is classified. And calculating a burden ratio of the behavior or physical quantity for each part of the same group and the same region .

実施形態のタイヤ性能評価方法、タイヤ性能評価装置、タイヤ性能評価プログラムによれば、タイヤの細かい部分毎の物理量の負担割合等を知ることができる。   According to the tire performance evaluation method, the tire performance evaluation device, and the tire performance evaluation program of the embodiment, it is possible to know the burden ratio of the physical quantity for each fine portion of the tire.

本実施形態のタイヤ性能評価装置1のブロック図。The block diagram of the tire performance evaluation apparatus 1 of this embodiment. 実施形態のタイヤ性能評価方法のフローチャート。The flowchart of the tire performance evaluation method of embodiment. 3次元のタイヤモデルの斜視図。The perspective view of a three-dimensional tire model. タイヤの接地面の粘着領域と滑り領域を示す図。The figure which shows the adhesion area | region and sliding area | region of the ground-contact surface of a tire. 物理量をグループ及び領域毎に積算して表示した例。An example in which physical quantities are accumulated and displayed for each group and area. 物理量をグループ及び領域毎に積算して表示した別の例。Another example in which physical quantities are accumulated and displayed for each group and area.

図1に以下に説明するタイヤ性能評価方法を実施するタイヤ性能評価装置1を示す。タイヤ性能評価装置1は、タイヤモデルを作成するタイヤモデル作成部10と、路面モデルを作成する路面モデル作成部11と、作成されたタイヤモデルを後述するように部位毎にグループ分けするグルーピング部12と、同じく後述するように挙動解析を行う挙動解析部13と、同じく後述するようにタイヤモデルの節点を粘着領域又は滑り領域に分類する分類部14と、挙動解析部13による挙動解析で得られた節点の物理量を前記グループ毎かつ前記領域毎に積算する積算部15とを備える。   FIG. 1 shows a tire performance evaluation apparatus 1 that implements the tire performance evaluation method described below. The tire performance evaluation apparatus 1 includes a tire model creation unit 10 that creates a tire model, a road surface model creation unit 11 that creates a road surface model, and a grouping unit 12 that groups the created tire models into parts as described later. The behavior analysis unit 13 that performs behavior analysis as described later, the classification unit 14 that classifies the nodes of the tire model into the adhesion region or the slip region as described later, and the behavior analysis by the behavior analysis unit 13 are obtained. And an accumulating unit 15 for accumulating the physical quantities of the nodes for each group and each region.

これらの各部は、例えば、プロセッサ、ハードディスク、メモリ、キーボード、マウス、ディスプレイ等を備えるコンピュータの前記プロセッサにプログラムを実行させることにより実現される。   Each of these units is realized by causing the processor of a computer including a processor, a hard disk, a memory, a keyboard, a mouse, a display, and the like to execute a program.

以下に説明するタイヤ性能評価方法をプログラムが実行する場合、該プログラムは、例えば、前記コンピュータが有するハードディスクや、CD−ROM等のリムーバブル記録媒体に記憶されている。そして、例えば、これらに記憶されているプログラムを前記プロセッサが読み込んで実行する。   When the program executes a tire performance evaluation method described below, the program is stored in, for example, a hard disk included in the computer or a removable recording medium such as a CD-ROM. For example, the processor reads and executes the programs stored in these.

本実施形態のタイヤ性能評価方法を、図2のフローチャートに基づき説明する。   The tire performance evaluation method of this embodiment will be described based on the flowchart of FIG.

まずST1では、タイヤモデル作成部10に入力されたタイヤモデル作成のための各種条件(タイヤ形状や、タイヤ構成部材のヤング率やポアソン比等の材料物性等)に基づき、図3に例示するような3次元のタイヤモデルを作成する。このタイヤモデルは、有限要素法による解析の対象となる有限要素モデルで、複数の要素にメッシュ分割されこれらの要素の頂点に節点を有するものである。有限要素モデルの詳細な作成方法としては、公知の方法を用いれば良い。   First, in ST1, as illustrated in FIG. 3, based on various conditions (tire shape, material physical properties such as Young's modulus and Poisson's ratio of tire constituent members) for tire model creation input to the tire model creation unit 10. A three-dimensional tire model. This tire model is a finite element model to be analyzed by the finite element method, and is divided into a plurality of elements and has nodes at the vertices of these elements. As a detailed method of creating the finite element model, a known method may be used.

一般に、タイヤモデルにはトレッドパターンが形成される。トレッドパターンは限定されないが、例えば、タイヤ周方向に伸びる主溝が設けられ、同方向に伸びる複数のリブが、主溝により隔てられて、タイヤ幅方向に並ぶように形成される。また、例えば、タイヤ周方向に伸びる主溝及びタイヤ幅方向に伸びる横溝が設けられ、これらの溝により隔てられて、複数のブロックがタイヤ周方向及びタイヤ幅方向に並ぶように形成される。ただしトレッドパターンが形成されない場合もある。   Generally, a tread pattern is formed on a tire model. Although the tread pattern is not limited, for example, a main groove extending in the tire circumferential direction is provided, and a plurality of ribs extending in the same direction are formed so as to be separated by the main groove and aligned in the tire width direction. Further, for example, a main groove extending in the tire circumferential direction and a lateral groove extending in the tire width direction are provided, and a plurality of blocks are formed so as to be aligned in the tire circumferential direction and the tire width direction, separated by these grooves. However, a tread pattern may not be formed.

次に、ST2では、グルーピング部12において、ST1で作成したタイヤモデルの接地面上の各部位を複数のグループのいずれかに分類する。ここでグループ分けの単位となる「部位」の定義は任意である。例えば1つのリブの接地面を1つの部位と定義しても良いし、1つのブロックの接地面を1つの部位と定義しても良い。また、1つのリブやブロックをさらに細かい部分に分割し、その各部分の接地面を部位と定義しても良い。また、タイヤ接地端からの距離により部位を定義しても良い。   Next, in ST2, the grouping unit 12 classifies each part on the contact surface of the tire model created in ST1 into one of a plurality of groups. Here, the definition of “part” as a unit of grouping is arbitrary. For example, a grounding surface of one rib may be defined as one part, and a grounding surface of one block may be defined as one part. Further, one rib or block may be divided into finer parts, and the ground contact surface of each part may be defined as a part. Moreover, you may define a site | part by the distance from a tire grounding end.

また、グループ分けの仕方も任意である。例えば1つのリブの接地面を1つの部位とした場合において、1つのリブの接地面を1つのグループに分類しても良いし、2つ以上のリブ(例えば2つのショルダーリブ)の接地面を1つのグループに分類しても良い。   The grouping method is also arbitrary. For example, when the ground contact surface of one rib is one part, the ground contact surface of one rib may be classified into one group, or the ground contact surfaces of two or more ribs (for example, two shoulder ribs) may be classified. You may classify into one group.

このグループ分けは、下で述べる挙動解析の後に行っても良いが、境界条件の設定及び挙動解析の前に行うことが処理の容易性の点から望ましい。   This grouping may be performed after the behavior analysis described below, but it is desirable from the viewpoint of ease of processing that the boundary conditions are set and the behavior analysis is performed.

次に、ST3では、各種の境界条件を設定する。境界条件としては、タイヤの内圧、タイヤに負荷する荷重、タイヤと路面との摩擦係数、リム組み条件、スリップ角、走行速度等が挙げられる。   Next, in ST3, various boundary conditions are set. Boundary conditions include tire internal pressure, load applied to the tire, coefficient of friction between the tire and the road surface, rim assembly conditions, slip angle, travel speed, and the like.

なお実際の摩擦係数は、タイヤと路面との間の圧力により、また、タイヤの滑り速度により、変化する。そこで、ST3において、摩擦係数を圧力及び滑り速度に依存するものとして設定することが望ましい。例えば、摩擦係数、圧力、滑り速度の関係を予め実験等により求め、圧力を行、滑り速度を列とする摩擦係数の表を作成し設定しておく。表に存在しない圧力や滑り速度の摩擦係数については、最も近い圧力及び滑り速度の摩擦係数を代用したり、表にある摩擦係数、圧力、滑り速度の値からそれらの近似式を求めて該近似式から算出したりするように設定しても良い。ただし、摩擦係数を圧力や滑り速度に依存しない一定値としても良い。   The actual coefficient of friction varies depending on the pressure between the tire and the road surface and the slipping speed of the tire. Therefore, in ST3, it is desirable to set the friction coefficient as a function of pressure and sliding speed. For example, the relationship between the friction coefficient, the pressure, and the sliding speed is obtained in advance by experiments or the like, and a table of friction coefficients is created and set with the pressure being used and the sliding speed being the column. For the friction coefficient of pressure and sliding speed that do not exist in the table, substitute the nearest friction coefficient of pressure and sliding speed, or obtain the approximate expression from the friction coefficient, pressure, and sliding speed values in the table. You may set so that it may calculate from a type | formula. However, the coefficient of friction may be a constant value that does not depend on pressure or sliding speed.

なお、ST3において始めは摩擦係数を定数(例えば0)としておき、インフレート解析(内圧を負荷したときのタイヤの変形を見る解析)を行い、その後圧力及び滑り速度に依存する摩擦係数を設定しても良い。   In ST3, the friction coefficient is initially set to a constant (for example, 0), an inflation analysis is performed (analysis of the deformation of the tire when an internal pressure is applied), and then a friction coefficient depending on the pressure and the sliding speed is set. May be.

次に、ST4では、挙動解析部13において、有限要素法による挙動解析を行う。例えば、ブレーキをかけたり舵を切ったりして、路面に押し付けられたタイヤに対し前後方向や横方向の力が加わることを再現し、その際のタイヤの挙動を解析する。解析では、時間の経過とともに、各節点における接地圧や滑り速度等の物理量が決定されていく。挙動解析の具体的な方法としては、陽解法を用いた動的転動解析や、陰解法を用いた準静的解析や定常輸送解析(Lagrange/Euler混合法)がある。本実施形態のような接地面挙動に着目する詳細な分析においては、解の安定性に優れる陰解法を用いるのが望ましい。   Next, in ST4, the behavior analysis unit 13 performs behavior analysis by the finite element method. For example, by applying a brake or turning the rudder, it is reproduced that a force in the front-rear direction or the lateral direction is applied to the tire pressed against the road surface, and the behavior of the tire at that time is analyzed. In the analysis, as time passes, physical quantities such as contact pressure and sliding speed at each node are determined. Specific methods of behavior analysis include dynamic rolling analysis using an explicit solution method, quasi-static analysis using an implicit method, and steady-state transport analysis (Lagrange / Euler mixed method). In a detailed analysis focusing on the contact surface behavior as in this embodiment, it is desirable to use an implicit method that is excellent in solution stability.

なお、挙動解析においてタイヤモデルを押し付ける相手である路面モデルは、タイヤモデルと同様の有限要素モデルであり、路面モデル作成部11により挙動解析前に作成されたものである。路面モデルは、剛体平面であっても良いし、特殊な路面状況(例えば凹凸状態やウェット状態)が設定されたものであっても良い。   The road surface model to which the tire model is pressed in the behavior analysis is a finite element model similar to the tire model, and is created by the road surface model creation unit 11 before the behavior analysis. The road surface model may be a rigid plane, or a road surface with a special road surface condition (for example, an uneven state or a wet state) may be set.

この挙動解析の結果として、節点番号と、各節点の物理量が出力される。物理量には様々なものがあるが、例えば、せん断応力、接地圧、滑り速度、節点に割り当てられる面積等が挙げられる。   As a result of this behavior analysis, the node number and the physical quantity of each node are output. There are various physical quantities, and examples include shear stress, contact pressure, sliding speed, area allocated to nodes, and the like.

次に、ST5では、分類部14において、接地面の各節点を粘着領域と滑り領域のいずれか一方に分類する。ここで粘着領域とは、タイヤの接地面のうち、タイヤが路面に対して滑っていないと判断される領域のことである。また滑り領域とは、タイヤが路面に対して滑っていると判断される領域のことである。   Next, in ST5, the classification unit 14 classifies each node on the ground contact surface into one of an adhesive region and a slip region. Here, the adhesion region is a region of the tire contact surface that is determined not to slip on the road surface. The slip region is a region where it is determined that the tire is slipping with respect to the road surface.

接地面の各節点の粘着領域又は滑り領域への分類は、例えば、ST4で求められたその節点の滑り速度(その節点の路面に対する速度)に基づき行われる。具体的には、分類の基準として、次の式で定義される許容滑り速度γを用いる。そして、節点の滑り速度がこの許容滑り速度γより遅い場合には、その節点を粘着領域に分類する。一方、節点の滑り速度が許容滑り速度γより速い場合には、その節点を滑り領域に分類する。節点の滑り速度が許容滑り速度γと一致する場合に、その節点を滑り領域と粘着領域のいずれに分類するかについては、任意である。   The classification of each node of the ground contact surface into the adhesion region or the slip region is performed based on, for example, the sliding speed (speed of the node with respect to the road surface) obtained in ST4. Specifically, an allowable slip speed γ defined by the following equation is used as a classification criterion. When the sliding speed of the node is lower than the allowable sliding speed γ, the node is classified as an adhesive region. On the other hand, when the sliding speed of the node is higher than the allowable sliding speed γ, the node is classified into the sliding region. When the sliding speed of the node coincides with the allowable sliding speed γ, it is arbitrary whether the node is classified into the sliding area or the adhesive area.

ここで、fは任意に定められるスリップトレランス値、ωはタイヤの回転の角速度、Rはタイヤの有効半径(タイヤの回転中心から路面までの距離)である。なお、ω×Rは、タイヤの転動速度(タイヤが路面に対して滑らないと仮定した場合に、タイヤが自身の回転により単位時間あたりに進む距離)と一致する。タイヤにブレーキをかけると時間の経過に伴いタイヤの転動速度が変化するため、許容滑り速度γも時間の経過に伴い変化することになる。 Here, f is an arbitrarily determined slip tolerance value, ω is an angular velocity of rotation of the tire, and R is an effective radius of the tire (a distance from the rotation center of the tire to the road surface). Note that ω × R coincides with the rolling speed of the tire (a distance that the tire travels per unit time by its rotation when it is assumed that the tire does not slip on the road surface). When the brake is applied to the tire, the rolling speed of the tire changes with the passage of time, so that the allowable slip speed γ also changes with the passage of time.

具体例として、スリップトレランス値fを0.02とし、タイヤの転動速度が40km/時間の時を考える。この時、許容滑り速度γは444mm/秒となる。よって、節点の滑り速度が444mm/秒より遅い場合には、その節点を粘着領域に分類する。また、節点の滑り速度が444mm/秒より速い場合には、その節点を滑り領域に分類する。   As a specific example, let us consider a case where the slip tolerance value f is 0.02 and the tire rolling speed is 40 km / hour. At this time, the allowable slip speed γ is 444 mm / sec. Therefore, when the sliding speed of the node is lower than 444 mm / sec, the node is classified into the adhesive region. Further, when the sliding speed of the node is higher than 444 mm / second, the node is classified into the sliding region.

このようにして各節点を粘着領域又は滑り領域に分類すると、タイヤの接地面は、図4に示すように、粘着領域と滑り領域に分かれる。   Thus, when each node is classified into the adhesion area or the sliding area, the ground contact surface of the tire is divided into an adhesion area and a sliding area as shown in FIG.

最後に、ST6では、積算部15において、節点をグループ毎かつ領域毎に分類し、その分類された範囲内の各節点の持つ物理量をそれぞれ積算する。つまり、同じグループかつ同じ領域に分類された複数の節点の物理量を積算することを、各グループの各領域について行う。なお物理量とはST4で出力された物理量のことである。またグループとはST2で分類したグループのことで、領域とはST5で分類した粘着領域又は滑り領域のことである。そして、グループ毎かつ領域毎の物理量の積算結果を、ディスプレイ等の表示装置に表示する。   Finally, in ST6, the accumulating unit 15 classifies the nodes for each group and for each region, and accumulates the physical quantities of the respective nodes within the classified range. That is, the integration of the physical quantities of a plurality of nodes classified into the same group and the same region is performed for each region of each group. The physical quantity is the physical quantity output in ST4. The group is a group classified in ST2, and the region is an adhesive region or a sliding region classified in ST5. Then, the integration result of the physical quantity for each group and for each area is displayed on a display device such as a display.

表示例として、4つのリブを有するタイヤモデルのスリップ率と制動力との関係を見る場合であって、4つの各リブの接地面をRIB1〜RIB4のグループに分類した場合を挙げる。   As a display example, a case where a relationship between a slip ratio and a braking force of a tire model having four ribs is observed, and a contact surface of each of the four ribs is classified into a group of RIB1 to RIB4.

この場合、ST2において、タイヤモデルの接地面の各節点を、4つのグループ(リブ)のいずれかのものとして分類してある。またST5において、各節点を、各スリップ率の時にいずれかの領域(粘着領域又は滑り領域)に含まれるものとして分類してある。そこでST6では、各スリップ率の時に各グループかつ各領域に分類されている複数の節点の持つ制動力の大きさを積算する。その結果を表示すると、横軸にスリップ率、縦軸に制動力を取った図5のようになる。   In this case, in ST2, each node on the contact surface of the tire model is classified as one of four groups (ribs). In ST5, each node is classified as being included in any region (adhesion region or slip region) at each slip rate. Therefore, in ST6, the magnitudes of braking forces of a plurality of nodes classified into each group and each region at each slip rate are integrated. The result is displayed as shown in FIG. 5 where the horizontal axis represents the slip ratio and the vertical axis represents the braking force.

図5の曲線pはタイヤ全体での制動力の変化を示している。また、曲線qはタイヤの粘着領域で発生する制動力の変化を示している。従って、曲線qの高さはそのスリップ率においてタイヤの粘着領域で発生する制動力の大きさを示し、曲線qと曲線pとに挟まれた部分の高さはそのスリップ率においてタイヤのすべり領域で発生する制動力の大きさを示している。また、図5のRIB1〜RIB4で示されている各領域の高さは、そのスリップ率においてそれぞれのリブで発生する制動力の大きさを示している。このように、各グループの各領域で発生する制動力の大きさや、スリップ率の変化に伴うそれらの変化を知ることができる。ちなみに図4は、図5のスリップ率5%における粘着領域と滑り領域の分類を表している。   A curve p in FIG. 5 shows a change in braking force in the entire tire. A curve q represents a change in braking force generated in the adhesion region of the tire. Accordingly, the height of the curve q indicates the magnitude of the braking force generated in the tire adhesion region at the slip rate, and the height of the portion sandwiched between the curve q and the curve p indicates the tire slip region at the slip rate. The magnitude of the braking force generated at is shown. Further, the height of each region indicated by RIB1 to RIB4 in FIG. 5 indicates the magnitude of the braking force generated at each rib at the slip rate. In this way, it is possible to know the magnitude of the braking force generated in each region of each group and their changes accompanying changes in the slip ratio. Incidentally, FIG. 4 shows the classification of the adhesion region and the slip region at the slip rate of 5% in FIG.

なお、スリップ率とは、タイヤの前進の速度と転動速度との差の、タイヤの前進の速度に対する割合で、これが小さいほどタイヤの前進の速度とタイヤの転動速度が近いことを示す。タイヤが回転せず滑っている場合はスリップ率が100%、タイヤの前進の速度とタイヤの転動速度が同じ場合はスリップ率が0%となる。また制動力とは、転動するタイヤにブレーキをかけたときの前後方向のせん断応力である。   The slip ratio is the ratio of the difference between the tire forward speed and the rolling speed to the tire forward speed, and the smaller this is, the closer the tire forward speed and the tire rolling speed are. When the tire is slipping without rotating, the slip ratio is 100%, and when the tire forward speed is the same as the tire rolling speed, the slip ratio is 0%. The braking force is a shear stress in the front-rear direction when the rolling tire is braked.

また別の表示例として、4つのリブを有するタイヤモデルのスリップ角とコーナリングフォース(転動するタイヤの舵を切ったときの横方向のせん断応力)との関係を見る場合であって、4つの各リブの接地面をRIB1〜RIB4のグループに分類した場合を挙げる。   As another display example, the relationship between the slip angle of a tire model having four ribs and the cornering force (lateral shear stress when turning a rolling tire) is examined. A case where the ground contact surface of each rib is classified into a group of RIB1 to RIB4 will be given.

この場合も、ST2において、タイヤモデルの接地面の各節点を、4つのグループ(リブ)のいずれかのものとして分類してある。またST5において、各節点を、各スリップ率の時にいずれかの領域(粘着領域又は滑り領域)に含まれるものとして分類してある。そしてST6では、各スリップ角の時に各グループかつ各領域に分類されている複数の節点の持つコーナリングフォースの大きさを積算する。その結果を表示すると、横軸にスリップ角、縦軸にコーナリングフォースを取った図6のようになる。   Also in this case, in ST2, each node of the contact surface of the tire model is classified as one of four groups (ribs). In ST5, each node is classified as being included in any region (adhesion region or slip region) at each slip rate. In ST6, the cornering forces of the plurality of nodes classified into each group and each region at each slip angle are integrated. The result is displayed as shown in FIG. 6 where the horizontal axis represents the slip angle and the vertical axis represents the cornering force.

図6の曲線pはタイヤ全体でのコーナリングフォースの変化を示している。また、曲線qはタイヤの粘着領域で発生するコーナリングフォースの変化を示している。従って、曲線qの高さはそのスリップ角においてタイヤの粘着領域で発生するコーナリングフォースの大きさを示し、曲線qと曲線pとに挟まれた部分の高さはそのスリップ角おいてタイヤのすべり領域で発生するコーナリングフォースの大きさを示している。また、図6のRIB1〜RIB4で示されている各領域の高さは、そのスリップ角においてそれぞれのリブで発生するコーナリングフォースの大きさを示している。このように、各グループの各領域で発生するコーナリングフォースの大きさや、スリップ角の変化に伴うそれらの変化を知ることができる。   A curve p in FIG. 6 shows a change in cornering force in the entire tire. A curve q indicates a change in cornering force that occurs in the adhesion region of the tire. Therefore, the height of the curve q indicates the size of the cornering force generated in the adhesion region of the tire at the slip angle, and the height of the portion sandwiched between the curve q and the curve p indicates the slip of the tire at the slip angle. The size of the cornering force generated in the area is shown. Moreover, the height of each area | region shown by RIB1-RIB4 of FIG. 6 has shown the magnitude | size of the cornering force which generate | occur | produces with each rib in the slip angle. Thus, it is possible to know the size of the cornering force generated in each region of each group, and the change associated with the change in the slip angle.

なお、以上の工程のうち、ST1〜ST4の工程を有限要素解析ソフトで行い、ST5〜ST6の工程を別の解析ソフトで行うことができる。   Of the above steps, steps ST1 to ST4 can be performed with finite element analysis software, and steps ST5 to ST6 can be performed with another analysis software.

以上の方法で得られた結果をタイヤの設計にフィードバックし、これに基づきタイヤの設計上の改良を行う。   The result obtained by the above method is fed back to the tire design, and based on this, the tire design is improved.

このようなタイヤ性能評価方法では、タイヤの細かい部分毎、具体的にはグループ毎かつ領域毎の、挙動や物理量の負担割合を知ることができる。そのため評価結果をタイヤの設計にフィードバックして十分に活用することができる。   In such a tire performance evaluation method, it is possible to know the burden ratio of the behavior and the physical quantity for each fine portion of the tire, specifically, for each group and each region. Therefore, the evaluation results can be fully utilized by feeding them back to the tire design.

例えば、上記ST2の工程においてタイヤ幅方向に並ぶ複数のリブ毎にグループに分類すれば、例えばセンターリブとショルダーリブとの物理量の負担割合を知ることができ、解析結果をリブや溝の形状の設計に活用することができる。   For example, if the plurality of ribs arranged in the tire width direction are classified into groups in the step ST2 above, for example, the burden ratio of the physical quantity between the center rib and the shoulder rib can be known, and the analysis result can be obtained as the shape of the rib or groove. Can be used for design.

1…タイヤ性能評価装置、10…タイヤモデル作成部、11…路面モデル作成部、12…グルーピング部、13…挙動解析部、14…分類部、15…積算部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tire performance evaluation apparatus, 10 ... Tire model preparation part, 11 ... Road surface model preparation part, 12 ... Grouping part, 13 ... Behavior analysis part, 14 ... Classification part, 15 ... Accumulation part

Claims (4)

有限要素モデルであるタイヤモデルの接地面上の各部位を複数のグループのいずれかに分類する工程と、
前記タイヤモデルを路面モデルに接地させて有限要素法により挙動解析し、前記タイヤモデルの各節点の物理量を求める工程と、
前記タイヤモデルの接地面の各節点を粘着領域又は滑り領域のいずれかのものとして分類する工程と、
同じ前記グループかつ同じ前記領域に分類された各節点の前記物理量をそれぞれ積算して、同じ前記グループかつ同じ前記領域の部分毎の挙動又は物理量の負担割合を求める工程と、
を含むタイヤ性能評価方法。
Classifying each part on the contact surface of the tire model, which is a finite element model, into one of a plurality of groups;
The tire model is grounded to the road surface model and analyzed by a finite element method, and the physical quantity of each node of the tire model is obtained;
Classifying each node of the contact surface of the tire model as either an adhesive region or a sliding region;
Adding the physical quantities of the nodes classified into the same group and the same area, respectively , and determining the behavior or physical quantity burden ratio for each part of the same group and the same area ;
Tire performance evaluation method including
前記タイヤモデルのタイヤ幅方向に並ぶ複数の部位毎にグループに分類する請求項1に記載のタイヤ性能評価方法。   The tire performance evaluation method according to claim 1, wherein the tire model is classified into groups for each of a plurality of parts arranged in the tire width direction of the tire model. 有限要素モデルであるタイヤモデルの接地面上の各部位を複数のグループのいずれかに分類するグルーピング部と、
前記タイヤモデルを路面モデルに接地させて有限要素法により挙動解析し前記タイヤモデルの各節点の物理量を求める挙動解析部と、
前記タイヤモデルの接地面の各節点を粘着領域又は滑り領域のいずれかのものとして分類する分類部と、
同じ前記グループかつ同じ前記領域に分類された各節点の前記物理量をそれぞれ積算して、同じ前記グループかつ同じ前記領域の部分毎の挙動又は物理量の負担割合を求める積算部と、
を備えるタイヤ性能評価装置。
A grouping unit that classifies each part on the contact surface of the tire model, which is a finite element model, into one of a plurality of groups;
A behavior analysis unit for grounding the tire model on a road surface model and analyzing a behavior by a finite element method to obtain a physical quantity of each node of the tire model;
A classification unit for classifying each node of the contact surface of the tire model as either an adhesive region or a sliding region;
Accumulating units that respectively calculate the physical quantity of each node classified into the same group and the same area, and determine the behavior or physical quantity burden ratio for each part of the same group and the same area ;
A tire performance evaluation apparatus comprising:
有限要素モデルであるタイヤモデルを路面モデルに接地させて行った有限要素法による挙動解析の結果に基づき、前記タイヤモデルの接地面の各節点を粘着領域又は滑り領域のいずれかに分類する工程と、
前記挙動解析の結果としての物理量であって、前記タイヤモデルの接地面上の各部位を分類した各グループ内でかつ各前記領域内の節点の物理量を、それぞれ積算して、同じ前記グループかつ同じ前記領域の部分毎の挙動又は物理量の負担割合を求める工程と、
を含む処理をコンピュータに実行させるタイヤ性能評価プログラム。
Classifying each node of the contact surface of the tire model as either an adhesion region or a slip region based on the result of a behavior analysis by a finite element method performed by contacting a tire model that is a finite element model to a road surface model; and ,
The physical quantity as a result of the behavior analysis, the physical quantity of the nodes in each group in which each part on the contact surface of the tire model is classified and the nodes in each region are respectively integrated , and the same group and the same A step of determining a behavioral ratio or a physical quantity burden ratio for each part of the region ;
Tire performance evaluation program for causing a computer to execute processing including
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