JP4761752B2 - Simulation method - Google Patents

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Description

本発明は、複数の補強材を備えるタイヤの性能を予測するシミュレーション方法に関する。   The present invention relates to a simulation method for predicting the performance of a tire including a plurality of reinforcing materials.

従来では、実際にタイヤが設計・製造され、製造されたタイヤが車両に装着された後に、製造されたタイヤの性能が試験される。そして、試験結果が予め定められた規定の範囲内でなければ、再度、設計・製造がやり直されていた。ところが、近年では、有限要素法などによる解析手法が発達し、コンピュータは、タイヤを構成する各種材料の特性、境界条件などを用いてシミュレーションを行うことにより、タイヤの性能を予測している。これにより、シミュレーションがタイヤの製造前に行われているため、製造のやり直しが低減される。   Conventionally, a tire is actually designed and manufactured, and after the manufactured tire is mounted on a vehicle, the performance of the manufactured tire is tested. If the test result is not within a predetermined range, the design / manufacturing has been performed again. However, in recent years, analysis methods such as the finite element method have been developed, and the computer predicts the performance of the tire by performing simulations using the characteristics and boundary conditions of various materials constituting the tire. Thereby, since simulation is performed before manufacture of a tire, the rework of manufacture is reduced.

例えば、タイヤの周方向に巻かれている有機繊維の補強材の初期張力の値が入力されることにより、タイヤの性能を解析する従来技術が開示されている（特許文献１参照）。ここで、(1)生タイヤが製造されてから最終的なタイヤが製造されるまでに、補強材の拡張率に変化が生じること、(2)加硫時において補強材の熱膨張率に変化が生じること、(3)加硫が行われた直後に内圧が張られて、タイヤの形状が整われながら余加硫が行われることなどにより、製造時における補強材には初期張力が存在する。このため、車両に装着されたタイヤの接地形状及び補強材の端部において発生する歪などの要因に対しては補強材の初期張力が大きく影響することとなる。したがって、補強材の初期張力の値がシミュレーションに用いられることにより、コンピュータはタイヤの性能をより正確に予測することができる。
特開２００４−１０２４２４号公報 For example, the prior art which analyzes the performance of a tire by inputting the value of the initial tension of the reinforcing material of the organic fiber wound in the circumferential direction of the tire is disclosed (see Patent Document 1). Here, (1) the expansion rate of the reinforcing material changes from the production of the green tire to the final tire, and (2) the thermal expansion coefficient of the reinforcing material changes during vulcanization. (3) Immediately after the vulcanization is performed, the internal pressure is applied, and the vulcanization is performed while the tire shape is adjusted. . For this reason, the initial tension of the reinforcing material greatly affects factors such as the ground contact shape of the tire mounted on the vehicle and the distortion generated at the end of the reinforcing material. Therefore, by using the value of the initial tension of the reinforcing material for the simulation, the computer can predict the performance of the tire more accurately.
JP 2004-102424 A

しかしながら、上記補強材の初期張力の値はシミュレーションを行う上での重要な値であるにも関わらず、その補強材の初期張力の値は任意に測定された１つの値であるため、コンピュータはタイヤの性能を正確に予測することができなかった。すなわち、補強材が配置されている場所に応じて、補強材の初期張力がそれぞれ異なるため、コンピュータは任意に測定された補強材の初期張力を用いてもタイヤの性能を正確に予測することができない。   However, although the value of the initial tension of the reinforcing material is an important value in the simulation, the value of the initial tension of the reinforcing material is an arbitrarily measured value. Tire performance could not be accurately predicted. In other words, since the initial tension of the reinforcing material varies depending on the location where the reinforcing material is disposed, the computer can accurately predict the performance of the tire even using the arbitrarily measured initial tension of the reinforcing material. Can not.

そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、補強材の適切な初期張力を用いることにより、タイヤの性能をより正確に予測することができるシミュレーション方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a simulation method capable of predicting tire performance more accurately by using an appropriate initial tension of a reinforcing material. To do.

本発明は、上記課題を解決するために、複数の補強材を備えるタイヤの性能を予測するシミュレーション方法であって、タイヤ周方向に巻かれた有機繊維コードを含む補強材を異方材平面でモデル化し、かつ前記有機繊維コードの測定された初期張力の分布を、該補強材が配置された領域をタイヤ幅方向において分割した３つ以上の特定領域毎の平均値で表し、該平均値を有する要素の集合体でタイヤのモデルを設定するステップと、設定されたモデルに基づいて有限要素法解析により、タイヤの性能を予測するステップとを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is a simulation method for predicting the performance of a tire including a plurality of reinforcing materials, and the reinforcing material including an organic fiber cord wound in the tire circumferential direction is an anisotropic material plane. The distribution of the measured initial tension of the organic fiber cord is expressed as an average value for each of three or more specific regions obtained by dividing the region where the reinforcing material is disposed in the tire width direction, and the average value is expressed as The method includes a step of setting a tire model with an aggregate of elements having, and a step of predicting the performance of the tire by a finite element method analysis based on the set model.

このような本発明によれば、補強材の測定された初期張力の値が任意の値ではなく、補強材の測定された初期張力の分布を、補強材が配置された領域をタイヤ幅方向において分割した３つ以上の特定領域毎の平均値で表し、その平均値を用いたモデルが設定されるため、タイヤの性能をより正確に予測することができる。 According to the present invention, the measured initial tension value of the reinforcing material is not an arbitrary value, but the distribution of the measured initial tension of the reinforcing material is determined in the tire width direction in the region where the reinforcing material is disposed. Expressed by an average value for each of the three or more divided specific areas , and a model using the average value is set, the tire performance can be predicted more accurately.

上記発明においては、設定されたモデルに基づいて有限要素法解析により、補強材が配置された領域（例えば、ベルト層、キャップ層）の端部に発生する歪を予測するステップを備えてもよい。この場合には、補強材の測定された初期張力のタイヤ軸方向分布を３つ以上の平均値で表し、その平均値を用いたモデルが設定されるため、タイヤの寿命に寄与する補強材が配置された領域の端部に発生する歪をより正確に予測することができる。 In the above invention, the method may further comprise a step of predicting a strain generated at an end portion of a region where the reinforcing material is disposed (for example, a belt layer or a cap layer) by a finite element method analysis based on the set model. . In this case, it represents the measured tire axial distribution of the initial tension of the reinforcement 3 or more in average, since the model using the average value is set, which contributes reinforcement tire life It is possible to predict the distortion generated at the end of the arranged region more accurately.

上記発明においては、設定されたモデルに基づいて有限要素法解析により、タイヤの接地形状を予測するステップを備えてもよい。この場合には、補強材の測定された初期張力のタイヤ軸方向分布を３つ以上の平均値で表し、その平均値を用いたモデルが設定されるため、車両の連成解析、ハイドロプレーニング解析、雪上・泥上での解析、音・振動の解析、磨耗の解析に寄与するタイヤの接地形状をより正確に予測することができる。   In the said invention, you may provide the step which estimates the contact shape of a tire by a finite element method analysis based on the set model. In this case, the tire axial distribution of the measured initial tension of the reinforcing material is expressed as an average value of three or more, and a model using the average value is set, so that the vehicle coupled analysis, hydroplaning analysis In addition, it is possible to more accurately predict the ground contact shape of a tire that contributes to analysis on snow and mud, sound / vibration analysis, and wear analysis.

本発明によれば、補強材の適切な初期張力を用いることにより、タイヤの性能をより正確に予測することができる。   According to the present invention, the tire performance can be predicted more accurately by using an appropriate initial tension of the reinforcing material.

（空気入りタイヤの構成）
本実施形態における空気入りタイヤ１について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態における空気入りタイヤ１の断面を示す図である。図１に示すように、空気入りタイヤ１は、溝で区画された陸部を有するトレッド部２と、トレッド部２の両端からタイヤ半径方向内方に延びるサイドウォール部３と、サイドウォール部３の半径方向内端に位置しているビードコア４と、ビードコア４の上部に埋設され、細切り上の硬質のゴムで形成されているビードフィラー５と、トレッド部２からサイドウォール部３を通りビードコア４に至るカーカス６と、トレッド部２の内側とカーカス６の半径方向外側との間にトレッド部２の周方向に沿って延びる少なくとも２層のベルト層７と、トレッド部２の内側とベルト層７の半径方向外側との間にベルト層７を覆うキャップ層８とを備えている。 (Composition of pneumatic tire)
The pneumatic tire 1 in the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a cross section of a pneumatic tire 1 in the present embodiment. As shown in FIG. 1, a pneumatic tire 1 includes a tread portion 2 having land portions partitioned by grooves, sidewall portions 3 extending inward in the tire radial direction from both ends of the tread portion 2, and sidewall portions 3. A bead core 4 positioned at the inner end in the radial direction, a bead filler 5 embedded in an upper portion of the bead core 4 and formed of hard rubber on a fine cut, and the bead core 4 from the tread portion 2 through the sidewall portion 3. , The belt layer 7 of at least two layers extending along the circumferential direction of the tread portion 2 between the inner side of the tread portion 2 and the outer side of the carcass 6 in the radial direction, and the inner side of the tread portion 2 and the belt layer 7. And a cap layer 8 that covers the belt layer 7.

本実施形態におけるベルト層７は、ゴム７１とゴム７１で被覆されたコード７２とを備えている。同様にしてキャップ層８も、ゴム８１とゴム８１で被覆されたコード８２とを備えている。このゴム７１（又はゴム８１）で被覆されたコード７２（又はコード８２）がタイヤ赤道ＣＬに対して小角度θ（後述する図6参照）で配置されている。なお、キャップ層８におけるコードは、タイヤ周方向に巻かれている有機繊維の補強材に該当する。   The belt layer 7 in the present embodiment includes a rubber 71 and a cord 72 covered with the rubber 71. Similarly, the cap layer 8 also includes a rubber 81 and a cord 82 covered with the rubber 81. A cord 72 (or cord 82) covered with the rubber 71 (or rubber 81) is disposed at a small angle θ (see FIG. 6 described later) with respect to the tire equator CL. The cord in the cap layer 8 corresponds to an organic fiber reinforcing material wound in the tire circumferential direction.

（コンピュータの構成）
本実施形態におけるコンピュータ２００について図面を参照しながら説明する。図２は、本実施形態におけるコンピュータ２００の構成を示す図である。図２に示すように、コンピュータ２００は、タイヤの性能をシミュレーションするのに必要な値の入力を促す入力部２１１と、処理部２１３により処理を実行するためのプログラムなどを記憶する記憶部２１２と、入力部２１１により入力された値及び記憶部２１２に記憶された値に基づいて有限要素法等の解析手法により、タイヤの性能を予測する処理部２１３と、処理部２１３により予測された性能の結果を表示する表示部２１４とを備えている。 (Computer configuration)
The computer 200 in this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the computer 200 in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the computer 200 includes an input unit 211 that prompts input of values necessary for simulating tire performance, and a storage unit 212 that stores a program for executing processing by the processing unit 213. The processing unit 213 predicts the tire performance by an analysis method such as a finite element method based on the value input by the input unit 211 and the value stored in the storage unit 212, and the performance predicted by the processing unit 213. And a display unit 214 for displaying the result.

（シミュレーション方法）
本実施形態におけるコンピュータ２００の動作について図面を参照しながら説明する。図３は、本実施形態にけるコンピュータ２００の動作を示すフロー図である。図３に示すように、ステップ１において、処理部２１３は、数値解析が可能な要素の集合体である空気入りタイヤ１のモデルを設定する。 (Simulation method)
The operation of the computer 200 in this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the computer 200 in this embodiment. As illustrated in FIG. 3, in step 1, the processing unit 213 sets a model of the pneumatic tire 1 that is an assembly of elements that can be numerically analyzed.

本実施形態では、処理部２１３は、路面に接触している空気入りタイヤ１の面の形状（以下では単に接地形状と称する）を解析するために、後述する空気入りタイヤ１のモデル１００を設定する。また、処理部２１３は、補強材（ここではベルト層７におけるコード７２ａ，７２ｂ）の端部Ｔ（図１参照）において発生する歪を解析するために、後述するベルト層７のモデル１１０及びキャップ層８のモデル１２０を設定する。ここで、処理部２１３は、微小な空気入りタイヤ１の回転角毎に、空気入りタイヤ１の幅方向の断面に対応する各要素を設定し、これらの要素を集合することにより後述するモデル１００，１１０，１２０などを設定する。   In the present embodiment, the processing unit 213 sets a model 100 of the pneumatic tire 1 to be described later in order to analyze the shape of the surface of the pneumatic tire 1 that is in contact with the road surface (hereinafter simply referred to as a ground contact shape). To do. In addition, the processing unit 213 analyzes the belt layer 7 model 110 and a cap, which will be described later, in order to analyze distortion generated at the end T (see FIG. 1) of the reinforcing material (here, the cords 72a and 72b in the belt layer 7). Set the layer 8 model 120. Here, the processing unit 213 sets each element corresponding to the cross section in the width direction of the pneumatic tire 1 for each rotation angle of the minute pneumatic tire 1, and collects these elements to be a model 100 described later. , 110, 120, etc. are set.

図４は、本実施形態における処理部２１３により設定された空気入りタイヤ１のモデル１００を示す図である。図４に示すように、モデル１００は、要素１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…の集合体であり、各要素１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…は、処理部２１３により数値解析が可能なデータである。例えば、各要素１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…には、２次元の３角形・４角形からなる膜要素、又は３次元の四面体からなるソリッド要素などが挙げられる。また、要素１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…には、座標のデータが定義されている。   FIG. 4 is a diagram illustrating a model 100 of the pneumatic tire 1 set by the processing unit 213 in the present embodiment. As shown in FIG. 4, the model 100 is an aggregate of elements 100 a, 100 b, 100 c..., And each element 100 a, 100 b, 100 c. For example, each of the elements 100a, 100b, 100c,... Includes a film element made up of a two-dimensional triangle / tetragon, or a solid element made up of a three-dimensional tetrahedron. Further, coordinate data is defined in the elements 100a, 100b, 100c.

また、コードを含む補強材は、異方材平面（コード方向の剛性とコードに直角方向の剛性とが異なる平面）の要素でモデル化されている。本実施形態では、タイヤモデル周方向に対するコードの角度の平均値に関するデータ、その他座標データ等が補強材のモデルに設定されている。   Further, the reinforcing material including the cord is modeled by an element of an anisotropic material plane (a plane in which the stiffness in the cord direction and the stiffness in the direction perpendicular to the cord are different). In the present embodiment, data regarding the average value of the angle of the cord with respect to the tire model circumferential direction, other coordinate data, and the like are set in the reinforcing material model.

なお、後述するステップ２においてキャップ層８の初期張力（ｋｇ／本）の値が入力されることにより、キャップ層８のモデルを構成する各要素に当該初期張力の値も定義される。   In step 2 described later, the initial tension value (kg / piece) of the cap layer 8 is input, whereby the initial tension value is also defined for each element constituting the cap layer 8 model.

ステップ２において、処理部２１３は、タイヤ周方向に巻かれている有機繊維の補強材の測定された初期張力の３つ以上の平均値の入力を促す。以下では、補強材であるコード８２などの初期張力の測定方法について説明する。図５及び図６は、キャップ層８のコード８２を採取する部位を示す図である。   In step 2, the processing unit 213 prompts input of an average value of three or more measured initial tensions of the organic fiber reinforcement wound in the tire circumferential direction. Below, the measuring method of the initial tension of the code | cord | chord 82 etc. which are reinforcements is demonstrated. FIGS. 5 and 6 are diagrams illustrating a portion where the cord 82 of the cap layer 8 is collected.

この測定方法では、周上がカットされていない未使用の空気入りタイヤが用いられる。これにより、空気入りタイヤの周上がカットされていないため、初期張力に変化が生じておらず、より正確な初期張力の測定が可能となる。先ず、測定者は、この空気入りタイヤのトレッド部２のゴムをキャップ層８の全幅で、且つキャップ層８に達する手前まで剥がし取る（図５に示す斜線部分、図６参照）。そして、測定者は、コード８２の上部に存在するキャップ層８のゴムを取除く。この際に、測定者は、キャップ層８のゴムがコード８２に残らないようにするとともに、コード７８２を傷つけないように細心の注意を払う必要がある。   In this measurement method, an unused pneumatic tire whose circumference is not cut is used. Thereby, since the circumference of the pneumatic tire is not cut, the initial tension does not change, and the initial tension can be measured more accurately. First, the measurer peels off the rubber of the tread portion 2 of the pneumatic tire over the entire width of the cap layer 8 and before reaching the cap layer 8 (see the hatched portion in FIG. 5 and FIG. 6). Then, the measurer removes the rubber of the cap layer 8 existing on the upper part of the cord 82. At this time, the measurer needs to pay close attention so that the rubber of the cap layer 8 does not remain on the cord 82 and the cord 782 is not damaged.

その後、測定者は、剥ぎ取った領域から、タイヤ軸方向にキャップ層全幅に対して少なくとも６つの領域以上、等間隔になるようにコード８２を特定する。測定者は、特定した３つのコード８２を採取する前に、それぞれのコード８２に対して始点Ｐ１とその始点Ｐ１から３００ｍｍの箇所である終点Ｐ２とにマーキングする。測定者は、そのマーキングした箇所よりも外側にそれぞれ２００ｍｍ以上離れた箇所でコード８２をカットする。   Thereafter, the measurer specifies the cords 82 so as to be equidistant from the stripped region at least six regions or more with respect to the entire width of the cap layer in the tire axial direction. Before taking the three identified codes 82, the measurer marks the start point P1 and the end point P2 that is 300 mm from the start point P1 for each code 82. The measurer cuts the cord 82 at a location that is 200 mm or more away from the marked location.

採取されたコード８２は、初期張力が掛からなくなり、そのまま放置されると空気中の湿度の影響により収縮する場合があるため、測定者は、直ち（約５分以内）に採取したコード８２の初期張力を島津製作所オートグラフで測定する。図７は、本実施形態における島津製作所オートグラフ２０を示す図である。図７に示すように、島津製作所オートグラフ２０は、コード８２を固定するチャック２１を備えている。測定者は、採取したコード８２をチャック２１にセットする。そして、測定者が島津製作所オートグラフ２０を作動させると、コード８２が１０ｍｍ／分の速度で引っ張られるため、測定者は、コード８２のマークの間隔が元の３００ｍｍに達した時の張力、すなわち初期張力を読み取る。測定者は、採取した６つのコード８２についての初期張力を測定し、図１１に示すようなキャップ層幅方向に対する初期張力分布を得る。これにより、初期張力を少なくとも３つ以上の領域（図５及び図６に示すＷ１〜Ｗ３参照）で分割、平均化する。測定者は、入力部２１１を操作することにより算出した平均値を入力する。なお、ここでは３以上のコード８２の初期張力の平均値が算出されていればよい。   Since the collected cord 82 is not subjected to the initial tension, and if left as it is, it may contract due to the influence of humidity in the air. Measure the initial tension with Shimadzu Autograph. FIG. 7 is a diagram illustrating the Shimadzu Corporation autograph 20 in the present embodiment. As shown in FIG. 7, the Shimadzu Corporation autograph 20 includes a chuck 21 for fixing the cord 82. The measurer sets the collected code 82 on the chuck 21. When the measurer activates the Shimadzu Autograph 20, the cord 82 is pulled at a speed of 10 mm / min. Therefore, the measurer can measure the tension when the mark interval of the cord 82 reaches the original 300 mm, that is, Read the initial tension. The measurer measures the initial tension of the collected six cords 82, and obtains an initial tension distribution in the cap layer width direction as shown in FIG. Thus, the initial tension is divided and averaged in at least three or more regions (see W1 to W3 shown in FIGS. 5 and 6). The measurer inputs the average value calculated by operating the input unit 211. Here, the average value of the initial tensions of three or more cords 82 may be calculated.

ステップ３において、処理部２１３は、上記初期張力の平均値以外の材料特性値の入力を促す。この材料特性値には、ゴム７１，８１又はコード７２，８２の密度、弾性係数などが挙げられる。ステップ４において、処理部２１３は、境界条件の入力を促す。この境界条件には、空気入りタイヤ１の空気圧、荷重、スリップ角、速度、又はリム幅などの空気入りタイヤ１の使用条件が挙げられる。なお、ステップ２乃至ステップ４までの入力順序は、この順序に限定されるものではなく、いずれの順序であってもよい。   In step 3, the processing unit 213 prompts input of material characteristic values other than the average value of the initial tension. Examples of the material characteristic values include the density of the rubber 71, 81 or the cords 72, 82, the elastic coefficient, and the like. In step 4, the processing unit 213 prompts input of boundary conditions. Examples of the boundary conditions include use conditions of the pneumatic tire 1 such as air pressure, load, slip angle, speed, or rim width of the pneumatic tire 1. The order of input from step 2 to step 4 is not limited to this order, and any order may be used.

ステップ５において、処理部２１３は、ステップ２乃至ステップ３により入力された値に基づいて有限要素法解析（いわゆるＦＥＭ）などにより、タイヤの性能を解析する。ステップ６において、表示部２１４は、解析された結果を表示する。ここで、上述したように、処理部２１３が有限要素法解析によりタイヤの性能を解析する前は、空気入りタイヤ１のモデル１００は、図４に示す有限個の要素１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…、要素１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ…、要素１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ…に分割されており、各要素１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…、補強材のモデルを構成する異方材平面の要素などは、座標データとして記憶部２１２に記憶されている。そして、ステップ４において処理部２１３は、記憶されている各要素１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…、補強材のモデルを構成する異方材平面の要素などの座標データと、ステップ２乃至ステップ３により入力された値に基づいて有限要素法解析により、各要素１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…、補強材のモデルを構成する異方材平面の要素などの歪、応力等を算出し、補強材の端部Ｔにおける歪、空気入りタイヤ１の接地形状などの空気入りタイヤ１の性能を予測する。なお、有限要素法解析などによる数値解析は一般的であるため、詳細な説明は省略する。   In step 5, the processing unit 213 analyzes the performance of the tire by finite element method analysis (so-called FEM) based on the values input in steps 2 to 3. In step 6, the display unit 214 displays the analyzed result. Here, as described above, before the processing unit 213 analyzes the performance of the tire by the finite element method analysis, the model 100 of the pneumatic tire 1 includes a finite number of elements 100a, 100b, 100c,. Are divided into elements 112a, 112b, 112c... 122a, 122b, 122c..., Each of the elements 100a, 100b, 100c. Stored in the unit 212. In step 4, the processing unit 213 receives the stored coordinate data such as the elements 100 a, 100 b, 100 c..., The anisotropic material plane elements constituting the reinforcing material model, and the steps 2 to 3. Based on the obtained values, the finite element method analysis is used to calculate strains, stresses, etc. of the elements 100a, 100b, 100c,... The performance of the pneumatic tire 1 such as distortion and the ground contact shape of the pneumatic tire 1 is predicted. Since numerical analysis by finite element method analysis or the like is common, detailed description is omitted.

（シミュレーション方法の作用及び効果）
このような本願に係る発明によれば、タイヤ周方向に巻かれた有機繊維の補強材の測定された初期張力の値が任意の値ではなく、タイヤ周方向に巻かれた有機繊維の補強材の測定された初期張力のタイヤ軸方向分布を３つ以上の平均値で表し、その平均値を用いたモデルが設定されるため、コンピュータ２００は、空気入りタイヤ１の寿命に寄与する補強材の端部に発生する歪をより正確に予測することができるとともに、車両の連成解析、ハイドロプレーニング解析、雪上・泥上での解析、音・振動の解析、磨耗の解析に寄与するタイヤの接地形状をより正確に予測することができる。 (Operation and effect of simulation method)
According to the invention according to the present application, the measured initial tension value of the organic fiber reinforcement wound in the tire circumferential direction is not an arbitrary value, but the organic fiber reinforcement wound in the tire circumferential direction. Since the tire axial distribution of the measured initial tension is expressed by an average value of three or more, and a model using the average value is set, the computer 200 is configured to provide a reinforcing material that contributes to the life of the pneumatic tire 1. Strain at the end can be predicted more accurately, as well as vehicle coupling analysis, hydroplaning analysis, snow / mud analysis, sound / vibration analysis, and tire ground contact that contributes to wear analysis The shape can be predicted more accurately.

（実施例）
本実施形態におけるシミュレーションの実施例について以下詳細に説明する。図８は、空気入りタイヤ１に備えられた１−２層の補強材の端部に発生する歪（剪断歪）、空気入りタイヤ１の接地形状（ここでは矩形率）のシミュレーション結果を示す図である。タイヤ周方向に巻かれたキャップ層８の幅方向の初期張力の分布は、図１１中のＢのようになり、それによりキャップ層８の幅方向に対する分割数を３〜５（図１１中のＡは３分割）にしたときのそれぞれの分割領域での平均値を用いており、図８はその初期張力の平均値がシュミレーションに用いられた場合の矩形率及び歪を分割数毎に示している。また、補強材の端部に発生する歪はメッシュ法を用いたシミュレーション結果である。 (Example)
An example of simulation in the present embodiment will be described in detail below. FIG. 8 is a diagram showing a simulation result of strain (shear strain) generated at the end of the 1-2 layer reinforcing material provided in the pneumatic tire 1 and the ground contact shape (here, the rectangular ratio) of the pneumatic tire 1. It is. The distribution of the initial tension in the width direction of the cap layer 8 wound in the tire circumferential direction is as indicated by B in FIG. A is an average value in each divided area when A is divided into three), and FIG. 8 shows the rectangular ratio and distortion for each division number when the average value of the initial tension is used for simulation. Yes. Moreover, the distortion which generate | occur | produces in the edge part of a reinforcing material is a simulation result using the mesh method.

図８では、サイズが１９５／６５Ｒ１４であり、正規の内圧・荷重が掛けられた場合の乗用車用ラジアルタイヤのシュミレーション結果が示されている。図８に示す指数は１００に近い程良好な値を示す。従来における補強材は、タイヤ赤道ＣＬに対して一律の小角度θで螺旋巻されているものとする。   FIG. 8 shows a simulation result of a radial tire for a passenger car when the size is 195 / 65R14 and a normal internal pressure / load is applied. The index shown in FIG. It is assumed that the conventional reinforcing material is spirally wound at a uniform small angle θ with respect to the tire equator CL.

ここで、図９は、乗用車用ラジアルタイヤのモデルの接地形状を示す図である。図９に示すＷmaxは、モデル１００の最大の接地幅であり、Ｌ１は接地されたモデル１００のタイヤ赤道での周方向の長さであり、Ｌ２は接地幅Ｗmaxの８０％位置（０．８Ｗmax）での周方向の長さである。これらを用いて矩形率を表現すると、矩形率は（Ｌ２／Ｌ1 ）×１００％となる。   Here, FIG. 9 is a diagram showing a contact shape of a model of a passenger car radial tire. Wmax shown in FIG. 9 is the maximum contact width of the model 100, L1 is the circumferential length of the grounded model 100 at the tire equator, and L2 is an 80% position (0.8 Wmax) of the contact width Wmax. ) In the circumferential direction. If the rectangular ratio is expressed using these, the rectangular ratio is (L2 / L1) × 100%.

図８に示すように、矩形率の指数は、分割数が３である場合には８２の値を示し、良好な値となっていることが分かる。また、矩形率の指数は、分割数が３から５に増大するに従って、１００に近い値に近づき、より良好な結果となっていることが分かる。同様にして、歪の指数も、分割数が３である場合には１２３の値を示し、良好な値となっていることが分かる。また、歪の指数は、分割数が３から５に増大するに従って、１００に近い値に近づき、より良好な結果となっていることが分かる。   As shown in FIG. 8, when the number of divisions is 3, the index of the rectangular ratio shows a value of 82 and is a good value. In addition, it can be seen that the index of the rectangular ratio approaches a value close to 100 as the number of divisions increases from 3 to 5, and a better result is obtained. Similarly, the distortion index also shows a value of 123 when the number of divisions is 3, indicating that it is a good value. Further, it can be seen that the distortion index approaches a value close to 100 as the number of divisions increases from 3 to 5, and a better result is obtained.

図１０は、サイズが２２５／４５Ｒ１７であり、正規の内圧・荷重が掛けられた場合の乗用車用ラジアルタイヤのシュミレーション結果を示す図である。図１０に示すように、矩形率及び歪の指数も、上記図９に示すシュミレーション結果と同様に、分割数が３である場合には良好な値となっており、分割数が３から５に増大するに従って、１００に近い値に近づき、より良好な結果となっていることが分かる。   FIG. 10 is a diagram showing a simulation result of a radial tire for a passenger car when the size is 225 / 45R17 and a normal internal pressure / load is applied. As shown in FIG. 10, the rectangular ratio and the distortion index are good values when the number of divisions is 3, similar to the simulation result shown in FIG. 9, and the number of divisions is increased from 3 to 5. It can be seen that as the value increases, the value approaches 100 and results are better.

図１１は、本実施形態における補強材の初期張力の分布を示す図である。図１１に示すように、タイヤ赤道ＣＬに位置する補強材の初期張力が最も大きく、タイヤ赤道ＣＬからショルダー部に向かうに従って補強材の初期張力が小さくなっている。したがって、空気入りタイヤ１の幅方向が３つ以上の領域に分割され、それぞれの領域における初期張力の値が平均化されることにより、コードの初期張力の値がより適切な値となる。これにより、上述した図８及び図１０で説明したように、コンピュータ２００は、１つの補強材の初期張力の値しか用いない場合よりも、空気入りタイヤ１の性能（補強材の端部に発生する歪、空気入りタイヤ１の矩形率など）をより正確に予測することができる。   FIG. 11 is a diagram showing the distribution of the initial tension of the reinforcing material in the present embodiment. As shown in FIG. 11, the initial tension of the reinforcing material positioned at the tire equator CL is the largest, and the initial tension of the reinforcing material decreases from the tire equator CL toward the shoulder. Therefore, the width direction of the pneumatic tire 1 is divided into three or more regions, and the initial tension value in each region is averaged, so that the initial tension value of the cord becomes a more appropriate value. As a result, as described above with reference to FIGS. 8 and 10, the computer 200 performs the performance of the pneumatic tire 1 (generated at the end portion of the reinforcing material), compared with the case where only the initial tension value of one reinforcing material is used. Distortion, the rectangular ratio of the pneumatic tire 1 and the like) can be predicted more accurately.

本実施形態における空気入りタイヤの断面を示す図である（その１）。It is a figure which shows the cross section of the pneumatic tire in this embodiment (the 1). 本実施形態におけるコンピュータの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the computer in this embodiment. 本実施形態におけるコンピュータの動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows operation | movement of the computer in this embodiment. 本実施形態における空気入りタイヤのモデルを示す図である。It is a figure which shows the model of the pneumatic tire in this embodiment. 本実施形態における空気入りタイヤの断面を示す図である（その２）。It is a figure which shows the cross section of the pneumatic tire in this embodiment (the 2). 本実施形態における空気入りタイヤの断面を示す図である（その３）。It is a figure which shows the cross section of the pneumatic tire in this embodiment (the 3). 本実施形態における島津製作所オートグラフを示す図である。It is a figure which shows the Shimadzu Corporation autograph in this embodiment. 本実施形態における比較例を示す図である（その１）。It is a figure which shows the comparative example in this embodiment (the 1). 本実施形態における空気入りタイヤの接地形状を示す図である。It is a figure which shows the contact shape of the pneumatic tire in this embodiment. 本実施形態における比較例を示す図である（その２）。It is a figure which shows the comparative example in this embodiment (the 2). 本実施形態におけるベルト幅位置とコードの初期張力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the belt width position and the initial tension of a cord in this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１…空気入りタイヤ、２…トレッド部、３…サイドウォール部、４…ビードコア、５…ビードフィラー、６…カーカス、７…ベルト層、８…キャップ層、２０…島津製作所オートグラフ、２１…チャック、７１，８１…ゴム、７２，７２…コード、２００…コンピュータ、２１１…入力部、２１２…記憶部、２１３…処理部、２１４…表示部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pneumatic tire, 2 ... Tread part, 3 ... Side wall part, 4 ... Bead core, 5 ... Bead filler, 6 ... Carcass, 7 ... Belt layer, 8 ... Cap layer, 20 ... Shimadzu autograph, 21 ... Chuck 71, 81 ... rubber, 72, 72 ... code, 200 ... computer, 211 ... input unit, 212 ... storage unit, 213 ... processing unit, 214 ... display unit

Claims (3)

複数の補強材を備えるタイヤの性能を予測するシミュレーション方法であって、
タイヤ周方向に巻かれた有機繊維コードを含む補強材を異方材平面でモデル化し、かつ前記有機繊維コードの測定された初期張力の分布を、該補強材が配置された領域をタイヤ幅方向において分割した３つ以上の特定領域毎の平均値で表し、該平均値を有する要素の集合体で前記タイヤのモデルを設定するステップと、
設定されたモデルに基づいて有限要素法解析により、前記タイヤの性能を予測するステップと
を備えることを特徴とするシミュレーション方法。 A simulation method for predicting the performance of a tire including a plurality of reinforcing materials,
A reinforcing material including an organic fiber cord wound in the tire circumferential direction is modeled on an anisotropic material plane, and the distribution of the measured initial tension of the organic fiber cord is determined in the tire width direction. Expressing the average value for each of three or more specific areas divided in step, and setting the tire model with an aggregate of elements having the average value ;
Predicting the performance of the tire by a finite element method analysis based on a set model. 設定されたモデルに基づいて有限要素法解析により、前記補強材が配置された領域の端部に発生する歪を予測するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション方法。 The simulation method according to claim 1, further comprising a step of predicting a strain generated at an end portion of the region where the reinforcing material is arranged by a finite element method analysis based on a set model. 設定されたモデルに基づいて有限要素法解析により、前記タイヤの接地形状を予測するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション方法。 The simulation method according to claim 1, further comprising a step of predicting a ground contact shape of the tire by a finite element method analysis based on a set model.
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