JP4486105B2 - タイヤ性能予測方法、地盤シミュレーション方法、タイヤ設計方法、記録媒体及びタイヤ性能予測プログラム - Google Patents
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(a)接地及び転動の少なくとも一方により変形を与えることが可能なパターン形状を有するタイヤモデルと、弾塑性体または塑性体を少なくとも含む材料で一部または全部が満たされかつ前記タイヤモデルの少なくとも一部と接触する地盤モデルと、を定めるステップ。
(b)前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ。
(c)前記地盤モデルの変形計算を実行するステップ。
(d)土質材料を含む地盤の密度に関する情報に基づいて求めた前記地盤の水分率と、摩擦係数との関係を表わす情報である地盤状態情報に基づいて、前記タイヤモデルと前記地盤モデルとの間に発生する摩擦力を計算するステップ。
(e)前記ステップ(b)での変形計算後の前記タイヤモデルと、前記ステップ(c)での変形計算後の前記地盤モデルとの境界面を認識し、認識した境界面に関する境界条件を前記タイヤモデル及び前記地盤モデルに付与すると共に前記摩擦力を前記タイヤモデルに付与しかつ、境界条件を付与した後の前記タイヤモデル及び前記地盤モデルについて前記ステップ(b)〜(d)の計算を繰り返して、前記タイヤモデル及び前記地盤モデルの変形が定常状態とみなせるまで計算させるステップ。
(f)前記ステップ(c)またはステップ(e)における前記タイヤモデル及び前記地盤モデルの少なくとも一方のモデルに生じる物理量を求めるステップ。
(g)前記物理量により前記地盤におけるタイヤ性能を予測するステップ。
また、直接水分率を求めることができない場合でも、地盤の密度から水分率を推定して求め、これを用いて摩擦力を計算することができる。
(イ)接地及び転動の少なくとも一方により変形を与えることが可能なパターン形状を有するタイヤモデルと、弾塑性体または塑性体を少なくとも含む材料で一部または全部が満たされかつ前記タイヤモデルの少なくとも一部と接触する地盤モデルと、を定めるステップ。
(ロ)前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ。
(ハ)前記地盤モデルの変形計算を実行するステップ。
(ニ)土質材料を含む地盤の密度に関する情報に基づいて求めた前記地盤の水分率と、摩擦係数との関係を表わす情報である地盤状態情報に基づいて、前記タイヤモデルと前記地盤モデルとの間に発生する摩擦力を計算するステップ。
(ホ)前記ステップ(ロ)での変形計算後のタイヤモデルと、前記ステップ(ハ)での変形計算後の地盤モデルとの境界面を認識し、認識した境界面に関する境界条件をタイヤモデル及び地盤モデルに付与すると共に前記摩擦力を前記タイヤモデルに付与しかつ、境界条件を付与した後のタイヤモデル及び地盤モデルについて前記ステップ(ロ)〜(ニ)の計算を繰り返して、前記タイヤモデル及び地盤モデルの変形が定常状態とみなせるまで計算させるステップ。
(1)接地及び転動の少なくとも一方により変形を与えることが可能なパターン形状を有するタイヤモデルと、弾塑性体または塑性体を少なくとも含む材料で一部または全部が満たされかつ前記タイヤモデルの少なくとも一部と接触する地盤モデルと、を定めるステップ。
(2)前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ。
(3)前記地盤モデルの変形計算を実行するステップ。
(4)土質材料を含む地盤の密度に関する情報に基づいて求めた前記地盤の水分率と、摩擦係数との関係を表わす情報である地盤状態情報に基づいて、前記タイヤモデルと前記地盤モデルとの間に発生する摩擦力を計算するステップ。
(5)前記ステップ(2)での変形計算後のタイヤモデルと、前記ステップ(3)での変形計算後の地盤モデルとの境界面を認識し、認識した境界面に関する境界条件をタイヤモデル及び地盤モデルに付与すると共に前記摩擦力を前記タイヤモデルに付与しかつ、境界条件を付与した後のタイヤモデル及び地盤モデルについて前記ステップ(2)〜(4)の計算を繰り返して、前記タイヤモデル及び地盤モデルの変形が定常状態とみなせるまで計算させるステップ。
(6)前記ステップ(3)またはステップ(5)におけるタイヤモデル及び地盤モデルの少なくとも一方のモデルに生じる物理量を求めるステップ。
(7)前記物理量により地盤におけるタイヤ性能を予測するステップ。
(8)前記タイヤ性能を考慮して前記タイヤモデルを修正するステップ。
(9)前記ステップ(8)での修正後のタイヤモデルについて、前記ステップ(2)〜(7)を実行した結果のタイヤ性能を考慮してタイヤモデルを修正することを繰り返し計算させるステップ。
(10)前記ステップ(9)での計算結果のタイヤモデルに基づいてタイヤ設計するステップ。
(A)接地及び転動の少なくとも一方により変形を与えることが可能なパターン形状を有するタイヤモデルと、弾塑性体または塑性体を少なくとも含む材料で一部または全部が満たされかつ前記タイヤモデルの少なくとも一部と接触する地盤モデルと、を定めるステップ。
(B)前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ。
(C)前記地盤モデルの変形計算を実行するステップ。
(D)土質材料を含む地盤の密度に関する情報に基づいて求めた前記地盤の水分率と、摩擦係数との関係を表わす情報である地盤状態情報に基づいて、前記タイヤモデルと前記地盤モデルとの間に発生する摩擦力を計算するステップ。
(E)前記ステップ(B)での変形計算後のタイヤモデルと、前記ステップ(C)での変形計算後の地盤モデルとの境界面を認識し、認識した境界面に関する境界条件をタイヤモデル及び地盤モデルに付与すると共に前記摩擦力を前記タイヤモデルに付与しかつ、境界条件を付与した後のタイヤモデル及び地盤モデルについて前記ステップ(B)〜(D)の計算を繰り返して、前記タイヤモデル及び地盤モデルの変形が定常状態とみなせるまで計算させるステップ。
(I)接地及び転動の少なくとも一方により変形を与えることが可能なパターン形状を有するタイヤモデルと、弾塑性体または塑性体を少なくとも含む材料で一部または全部が満たされかつ前記タイヤモデルの少なくとも一部と接触する地盤モデルと、を定めるステップ。
(II)前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ。
(III)前記地盤モデルの変形計算を実行するステップ。
(IV)土質材料を含む地盤の密度に関する情報に基づいて求めた前記地盤の水分率と、摩擦係数との関係を表わす情報である地盤状態情報に基づいて、前記タイヤモデルと前記地盤モデルとの間に発生する摩擦力を計算するステップ。
(V)前記ステップ(II)での変形計算後のタイヤモデルと、前記ステップ(III)での変形計算後の地盤モデルとの境界面を認識し、認識した境界面に関する境界条件をタイヤモデル及び地盤モデルに付与すると共に前記摩擦力を前記タイヤモデルに付与しかつ、境界条件を付与した後のタイヤモデル及び地盤モデルについて前記ステップ(II)〜(IV)の計算を繰り返して、前記タイヤモデル及び地盤モデルの変形が定常状態とみなせるまで計算させるステップ。
但し、eは間隙比、Pは圧力、ρは密度、nは自然数、である。
ここで、μ0は、圧力、水分率、すべり速度、及び温度について予め定めた基準条件(P0、w0、V0、T0)における基準摩擦係数である。
タイヤモデルおよび与えた境界条件より、有限要素法に基づいてタイヤモデルの変形計算を行う。過渡的な状態を得るために、経過時間(単独経過時間)が1msec以下の間はタイヤモデルの変形計算を繰り返し、1msec経過したら次の計算(流体)に移る。
流体モデル及び与えた境界条件より、有限要素法または有限体積法に基づいて流体計算を行う。過渡的な状態を得るために、経過時間(単独経過時間)が1msec以下の間は流体計算を繰り返し、1msec経過したら次の計算(タイヤモデルの変形)に移る。なお、詳細は後述するが、弾塑性体として流体を想定しており、流体に生じる応力からタイヤモデルに作用する応力分布を求めることができる。
なお、タイヤ要素と地盤要素とのサイズの違いを解消したい場合、地盤要素の流速の平均値を用いた次式によりすべり速度Vを求めても良い。
12 コンピュータ本体
14 CRT
30 タイヤモデル
FD フレキシブルディスク(記録媒体)
Claims (7)
- 次の各ステップを含むタイヤ性能予測方法。
(a)接地及び転動の少なくとも一方により変形を与えることが可能なパターン形状を有するタイヤモデルと、弾塑性体または塑性体を少なくとも含む材料で一部または全部が満たされかつ前記タイヤモデルの少なくとも一部と接触する地盤モデルと、を定めるステップ。
(b)前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ。
(c)前記地盤モデルの変形計算を実行するステップ。
(d)土質材料を含む地盤の密度に関する情報に基づいて求めた前記地盤の水分率と、摩擦係数との関係を表わす情報である地盤状態情報に基づいて、前記タイヤモデルと前記地盤モデルとの間に発生する摩擦力を計算するステップ。
(e)前記ステップ(b)での変形計算後の前記タイヤモデルと、前記ステップ(c)での変形計算後の前記地盤モデルとの境界面を認識し、認識した境界面に関する境界条件を前記タイヤモデル及び前記地盤モデルに付与すると共に前記摩擦力を前記タイヤモデルに付与しかつ、境界条件を付与した後の前記タイヤモデル及び前記地盤モデルについて前記ステップ(b)〜(d)の計算を繰り返して、前記タイヤモデル及び前記地盤モデルの変形が定常状態とみなせるまで計算させるステップ。
(f)前記ステップ(c)またはステップ(e)における前記タイヤモデル及び前記地盤モデルの少なくとも一方のモデルに生じる物理量を求めるステップ。
(g)前記物理量により前記地盤におけるタイヤ性能を予測するステップ。 - 前記地盤状態情報は、前記地盤の水分率と、前記摩擦係数との関係を、指数関数式、対数関数式、1次式、及び2次以上の多項式による関数式の少なくとも1つで近似した関数式であることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ性能予測方法。
- 前記ステップ(f)は、前記タイヤモデルに作用する応力を計算するステップを含み、前記ステップ(g)は、前記応力に基づいて、前記タイヤ性能としてのトラクションを計算するステップを含むことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のタイヤ性能予測方法。
- 次の各ステップを含む地盤シミュレーション方法。
(イ)接地及び転動の少なくとも一方により変形を与えることが可能なパターン形状を有するタイヤモデルと、弾塑性体または塑性体を少なくとも含む材料で一部または全部が満たされかつ前記タイヤモデルの少なくとも一部と接触する地盤モデルと、を定めるステップ。
(ロ)前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ。
(ハ)前記地盤モデルの変形計算を実行するステップ。
(ニ)土質材料を含む地盤の密度に関する情報に基づいて求めた前記地盤の水分率と、摩擦係数との関係を表わす情報である地盤状態情報に基づいて、前記タイヤモデルと前記地盤モデルとの間に発生する摩擦力を計算するステップ。
(ホ)前記ステップ(ロ)での変形計算後の前記タイヤモデルと、前記ステップ(ハ)での変形計算後の前記地盤モデルとの境界面を認識し、認識した境界面に関する境界条件を前記タイヤモデル及び前記地盤モデルに付与すると共に前記摩擦力を前記タイヤモデルに付与しかつ、境界条件を付与した後の前記タイヤモデル及び前記地盤モデルについて前記ステップ(ロ)〜(ニ)の計算を繰り返して、前記タイヤモデル及び前記地盤モデルの変形が定常状態とみなせるまで計算させるステップ。 - 次の各ステップを含むタイヤ設計方法。
(1)接地及び転動の少なくとも一方により変形を与えることが可能なパターン形状を有するタイヤモデルと、弾塑性体または塑性体を少なくとも含む材料で一部または全部が満たされかつ前記タイヤモデルの少なくとも一部と接触する地盤モデルと、を定めるステップ。
(2)前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ。
(3)前記地盤モデルの変形計算を実行するステップ。
(4)土質材料を含む地盤の密度に関する情報に基づいて求めた前記地盤の水分率と、摩擦係数との関係を表わす情報である地盤状態情報に基づいて、前記タイヤモデルと前記地盤モデルとの間に発生する摩擦力を計算するステップ。
(5)前記ステップ(2)での変形計算後の前記タイヤモデルと、前記ステップ(3)での変形計算後の前記地盤モデルとの境界面を認識し、認識した境界面に関する境界条件を前記タイヤモデル及び前記地盤モデルに付与すると共に前記摩擦力を前記タイヤモデルに付与しかつ、境界条件を付与した後の前記タイヤモデル及び前記地盤モデルについて前記ステップ(2)〜(4)の計算を繰り返して、前記タイヤモデル及び前記地盤モデルの変形が定常状態とみなせるまで計算させるステップ。
(6)前記ステップ(3)またはステップ(5)における前記タイヤモデル及び前記地盤モデルの少なくとも一方のモデルに生じる物理量を求めるステップ。
(7)前記物理量により前記地盤におけるタイヤ性能を予測するステップ。
(8)前記タイヤ性能を考慮して前記タイヤモデルを修正するステップ。
(9)前記ステップ(8)での修正後の前記タイヤモデルについて、前記ステップ(2)〜(7)を実行した結果のタイヤ性能を考慮して前記タイヤモデルを修正することを繰り返し計算させるステップ。
(10)前記ステップ(9)での計算結果の前記タイヤモデルに基づいてタイヤ設計するステップ。 - コンピュータによってタイヤ性能を予測するためのタイヤ性能予測プログラムを記録した記録媒体であって、次の各ステップを含むことを特徴とするタイヤ性能予測プログラムを記録した記録媒体。
(A)接地及び転動の少なくとも一方により変形を与えることが可能なパターン形状を有するタイヤモデルと、弾塑性体または塑性体を少なくとも含む材料で一部または全部が満たされかつ前記タイヤモデルの少なくとも一部と接触する地盤モデルと、を定めるステップ。
(B)前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ。
(C)前記地盤モデルの変形計算を実行するステップ。
(D)土質材料を含む地盤の密度に関する情報に基づいて求めた前記地盤の水分率と、摩擦係数との関係を表わす情報である地盤状態情報に基づいて、前記タイヤモデルと前記地盤モデルとの間に発生する摩擦力を計算するステップ。
(E)前記ステップ(B)での変形計算後の前記タイヤモデルと、前記ステップ(C)での変形計算後の前記地盤モデルとの境界面を認識し、認識した境界面に関する境界条件を前記タイヤモデル及び前記地盤モデルに付与すると共に前記摩擦力を前記タイヤモデルに付与しかつ、境界条件を付与した後の前記タイヤモデル及び前記地盤モデルについて前記ステップ(B)〜(D)の計算を繰り返して、前記タイヤモデル及び前記地盤モデルの変形が定常状態とみなせるまで計算させるステップ。 - コンピュータによってタイヤ性能を予測するために、次の各ステップを含むことを特徴とするタイヤ性能予測プログラム。
(I)接地及び転動の少なくとも一方により変形を与えることが可能なパターン形状を有するタイヤモデルと、弾塑性体または塑性体を少なくとも含む材料で一部または全部が満たされかつ前記タイヤモデルの少なくとも一部と接触する地盤モデルと、を定めるステップ。
(II)前記タイヤモデルの変形計算を実行するステップ。
(III)前記地盤モデルの変形計算を実行するステップ。
(IV)土質材料を含む地盤の密度に関する情報に基づいて求めた前記地盤の水分率と、摩擦係数との関係を表わす情報である地盤状態情報に基づいて、前記タイヤモデルと前記地盤モデルとの間に発生する摩擦力を計算するステップ。
(V)前記ステップ(II)での変形計算後の前記タイヤモデルと、前記ステップ(III)での変形計算後の前記地盤モデルとの境界面を認識し、認識した境界面に関する境界条件を前記タイヤモデル及び前記地盤モデルに付与すると共に前記摩擦力を前記タイヤモデルに付与しかつ、境界条件を付与した後の前記タイヤモデル及び前記地盤モデルについて前記ステップ(II)〜(IV)の計算を繰り返して、前記タイヤモデル及び前記地盤モデルの変形が定常状態とみなせるまで計算させるステップ。
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