JP5577848B2

JP5577848B2 - Tire simulation test method, tire simulation computer program, and tire simulation test apparatus

Info

Publication number: JP5577848B2
Application number: JP2010117588A
Authority: JP
Inventors: 卓巳白石
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2030-05-21
Also published as: JP2011245884A

Description

本発明は、シミュレーションによってタイヤの各種物理量を算出するタイヤのシミュレーション試験方法及びタイヤのシミュレーション用コンピュータプログラム並びにタイヤのシミュレーション試験装置に関する。 The present invention relates to a tire simulation test method for calculating various physical quantities of a tire by simulation, a computer program for tire simulation, and a tire simulation test apparatus.

開発途中のタイヤは、試作品を用いた実験の他にも、シミュレーションによる試験も繰り返し行われる。シミュレーションによる試験は、試作品を実際に作成する必要がないため、試作品を用いた実験よりもタイヤの開発に要する期間を短縮できたり、タイヤの開発に要する費用を低減できたりする。例えば、特許文献１には、タイヤモデルに荷重を負荷しつつ路面モデル上を転動させ、次にタイヤモデルと路面モデルとの間に発生する接触反力を取得し、そして、取得した接触反力の変動に基づいて、タイヤモデルのパターンノイズを評価する技術が開示されている。 In addition to experiments using prototypes, tires under development are repeatedly tested by simulation. In the test by simulation, it is not necessary to actually create a prototype, so that the time required for tire development can be shortened compared to the experiment using the prototype, and the cost required for tire development can be reduced. For example, in Patent Document 1, rolling is performed on a road surface model while applying a load to a tire model, then a contact reaction force generated between the tire model and the road surface model is acquired, and the acquired contact reaction force is acquired. A technique for evaluating pattern noise of a tire model based on force fluctuation is disclosed.

特開２００９−２０１２３号公報JP 2009-20123 A

実際のタイヤは、転動すると剛性が低下する。特許文献１には、この転動すると剛性が低下するというタイヤの性質が考慮されていない。よって、より正確にタイヤの各種物理量を算出するためには、転動すると剛性が低下するというタイヤの性質を考慮すると好ましい。 When an actual tire rolls, its rigidity decreases. Patent Document 1 does not take into consideration the property of the tire that the rigidity decreases when it rolls. Therefore, in order to calculate the various physical quantities of the tire more accurately, it is preferable to take into account the property of the tire that the rigidity decreases when rolling.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タイヤの各種物理量をより正確に算出することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to more accurately calculate various physical quantities of a tire.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るタイヤのシミュレーション試験方法は、タイヤを表現するタイヤモデルと、前記タイヤが接触する路面を表現する路面モデルとの間に摩擦係数を設定し、前記タイヤモデルに所定の荷重を与えて前記路面モデルに接触させ、前記荷重を一定に保ちながら所定の条件が満たされるまで前記タイヤモデルを転動させ、前記所定の条件が満たされた以降の前記タイヤモデルの転動軸と前記路面モデルとの間の軸路面間距離を設定値とし、前記軸路面間距離を前記設定値で一定に保ちながら、転動解析を行って物理量を算出することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a tire simulation test method according to the present invention includes a friction coefficient between a tire model expressing a tire and a road surface model expressing a road surface in contact with the tire. And applying a predetermined load to the tire model to contact the road surface model, rolling the tire model until the predetermined condition is satisfied while keeping the load constant, and the predetermined condition is satisfied. After that, the distance between the axial road surfaces between the rolling axis of the tire model and the road surface model is set as a set value, and while maintaining the distance between the axial road surfaces constant at the set value, a physical analysis is performed by performing a rolling analysis. It is characterized by calculating.

本発明の好ましい態様としては、前記タイヤモデルが転動して所定量移動する度に、前記タイヤモデルが前記転動して所定量移動する間の前記軸路面間距離の平均値を算出し、複数回算出した前記平均値のうち互いに隣接し合う２つの平均値の差が閾値以下になった場合に、前記所定の条件が満たされたと判定することが望ましい。 As a preferred aspect of the present invention, every time the tire model rolls and moves a predetermined amount, an average value of the distance between the axial road surfaces while the tire model rolls and moves a predetermined amount is calculated, It is desirable to determine that the predetermined condition is satisfied when a difference between two average values adjacent to each other among the average values calculated a plurality of times is equal to or less than a threshold value.

本発明の好ましい態様としては、前記タイヤモデルが転動を始めてから前記タイヤモデルが転動した距離が閾値以上になった場合に、前記所定の条件が満たされたと判定することが望ましい。 As a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the predetermined condition is determined to be satisfied when the distance that the tire model has rolled exceeds a threshold after the tire model has started rolling.

本発明の好ましい態様としては、前記閾値は、前記タイヤモデルの接地長以上の値であることが望ましい。 As a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the threshold value is a value equal to or greater than a contact length of the tire model.

本発明の好ましい態様としては、前記設定値は、前記所定の条件が満たされた以降に、前記タイヤモデルが転動して所定量移動する間の前記軸路面間距離の平均値であることが望ましい。 As a preferred aspect of the present invention, the set value is an average value of the distance between the axial road surfaces while the tire model rolls and moves by a predetermined amount after the predetermined condition is satisfied. desirable.

本発明の好ましい態様としては、前記タイヤに形成されるパターンの１ピッチ以上の距離分前記タイヤモデルが転動する間の前記物理量を算出することが望ましい。 As a preferred aspect of the present invention, it is desirable to calculate the physical quantity during the rolling of the tire model by a distance of one pitch or more of the pattern formed on the tire.

本発明の好ましい態様としては、前記タイヤに形成されるパターンの１／４ピッチ以下の距離分前記タイヤモデルが転動する度に、前記物理量を算出することが望ましい。 As a preferred aspect of the present invention, it is desirable to calculate the physical quantity each time the tire model rolls by a distance equal to or less than ¼ pitch of the pattern formed on the tire.

本発明の好ましい態様としては、前記転動解析は、準静的な解析であることが望ましい。 As a preferred aspect of the present invention, the rolling analysis is preferably a quasi-static analysis.

本発明の好ましい態様としては、前記タイヤモデルは、前記タイヤモデルと前記路面モデルとの相対的な変位にともなって自由に転動することが望ましい。 As a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the tire model rolls freely with relative displacement between the tire model and the road surface model.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るタイヤのシミュレーション用コンピュータプログラムは、上述したタイヤのシミュレーション試験方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a tire simulation computer program according to the present invention causes a computer to execute the above-described tire simulation test method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るタイヤのシミュレーション試験装置は、上述したタイヤのシミュレーション用コンピュータプログラムを記憶する記憶部と、前記記憶部から前記タイヤのシミュレーション用コンピュータプログラムを取得し、前記タイヤのシミュレーション用コンピュータプログラムを実行する処理部と、を含んで構成されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a tire simulation test apparatus according to the present invention includes a storage unit that stores the above-described tire simulation computer program, and the tire simulation computer from the storage unit. And a processing unit that acquires a program and executes the tire simulation computer program.

本発明は、タイヤの各種物理量をより正確に算出できる。 The present invention can calculate various physical quantities of a tire more accurately.

図１は、タイヤの回転軸を含む子午面で切ったタイヤ断面を示す一部断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a cross section of a tire cut along a meridian plane including a rotation axis of the tire. 図２は、トレッド面に形成されるトレッドパターンの一例を示す一部平面図である。FIG. 2 is a partial plan view showing an example of a tread pattern formed on the tread surface. 図３は、本実施形態のタイヤの振動特性評価装置の構成を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the tire vibration characteristic evaluation apparatus of the present embodiment. 図４は、本実施形態のタイヤの振動特性評価方法の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of the tire vibration characteristic evaluation method of the present embodiment. 図５は、タイヤを微小要素に分割したタイヤモデルの一例を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing an example of a tire model in which a tire is divided into minute elements. 図６は、ホイールモデルの一例を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing an example of a wheel model. 図７は、タイヤモデルをホイールモデルに組み付けた一例を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing an example in which a tire model is assembled to a wheel model. 図８は、タイヤモデルが路面モデルに接触した様子を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state in which the tire model is in contact with the road surface model. 図９は、所定条件が満たされたか否かを判定するための一連の手順を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing a series of procedures for determining whether or not a predetermined condition is satisfied. 図１０は、転動角度毎の軸路面間距離を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the distance between the axial road surfaces for each rolling angle. 図１１は、所定条件が満たされたか否かを判定するための他の一連の手順を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing another series of procedures for determining whether or not a predetermined condition is satisfied. 図１２は、軸路面間距離の設定値をタイヤモデルが静止している際の軸路面間距離で一定に保つと共に一定の荷重をタイヤモデルに作用させた場合に、タイヤモデルが路面モデルから受ける反力をタイヤモデルの回転角度毎に示すグラフである。FIG. 12 shows that when the set value of the distance between the axial road surfaces is kept constant at the distance between the axial road surfaces when the tire model is stationary and a constant load is applied to the tire model, the tire model receives from the road surface model. It is a graph which shows reaction force for every rotation angle of a tire model. 図１３は、軸路面間距離の設定値を定常となった値で一定に保つと共に一定の荷重をタイヤモデルに作用させた場合に、タイヤモデルが路面モデルから受ける反力をタイヤモデルの回転角度毎に示すグラフである。FIG. 13 shows the rotational angle of the tire model when the tire model keeps the set value of the distance between the road surfaces constant at a constant value and the tire model applies a reaction force received from the road surface model when a constant load is applied to the tire model. It is a graph shown for every.

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、発明を実施するための最良の形態により、本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。なお、本発明はタイヤ全般に対して適用でき、空気入りタイヤに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the best mode for carrying out the invention. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or that are substantially the same. The present invention can be applied to all tires and is not limited to pneumatic tires.

（実施形態）
以下の説明では、シミュレーション試験の一例として、タイヤモデルと路面モデルとの間に発生する反力に基づいてタイヤの振動特性（パターンノイズ）を評価する試験を説明する。但し、本実施形態のシミュレーション試験は、タイヤモデルを転動させながらタイヤの各種物理量を解析する手法、すなわち転動解析を行うものであれば、タイヤの振動特性（パターンノイズ）を評価する試験に限定されない。本実施形態のタイヤの振動特性評価方法について説明する前に、評価対象であるタイヤについて説明する。 (Embodiment)
In the following description, as an example of the simulation test, a test for evaluating the vibration characteristics (pattern noise) of the tire based on the reaction force generated between the tire model and the road surface model will be described. However, the simulation test of the present embodiment is a test for evaluating various physical quantities of the tire while rolling the tire model, that is, a test for evaluating the vibration characteristics (pattern noise) of the tire if rolling analysis is performed. It is not limited. Before describing the method for evaluating vibration characteristics of a tire according to the present embodiment, a tire that is an evaluation target will be described.

図１は、タイヤの回転軸を含む子午面で切ったタイヤ断面を示す一部断面図である。図２は、トレッド面に形成されるトレッドパターンの一例を示す一部平面図である。タイヤ１０は、キャップトレッド１１と、アンダトレッド１３と、サイドトレッド１４と、ベルト１５と、カーカス１６と、ビード１７と、ビードフィラ１８とを含んで構成される。キャップトレッド１１は、路面と接触する部分である。キャップトレッド１１は、ベルト１５と、カーカス１６とを覆うゴム層である。キャップトレッド１１が路面と接する面をトレッド面１１ａという。トレッド面１１ａは、図２に示すように、複数の溝１２によって区切られる。溝１２は、複数の縦溝１２ａと、複数の横溝１２ｂとを含む。トレッド面１１ａは、横溝１２ｂによってタイヤ１０の周方向（図２の矢印方向）で分割される。また、トレッド面１１ａは、縦溝１２ａによって、タイヤ１０の周方向に直交する方向で分割される。これにより、トレッド面１１ａは、複数のブロック１１ｂが形成される。この１つのブロック１１ｂの周方向の長さを１ピッチＰという。 FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a cross section of a tire cut along a meridian plane including a rotation axis of the tire. FIG. 2 is a partial plan view showing an example of a tread pattern formed on the tread surface. The tire 10 includes a cap tread 11, an under tread 13, a side tread 14, a belt 15, a carcass 16, a bead 17, and a bead filler 18. The cap tread 11 is a part that contacts the road surface. The cap tread 11 is a rubber layer that covers the belt 15 and the carcass 16. The surface where the cap tread 11 is in contact with the road surface is referred to as a tread surface 11a. The tread surface 11a is divided by a plurality of grooves 12 as shown in FIG. The groove 12 includes a plurality of vertical grooves 12a and a plurality of horizontal grooves 12b. The tread surface 11a is divided in the circumferential direction of the tire 10 (arrow direction in FIG. 2) by the lateral grooves 12b. Further, the tread surface 11a is divided in a direction orthogonal to the circumferential direction of the tire 10 by the vertical grooves 12a. Thereby, a plurality of blocks 11b are formed on the tread surface 11a. The circumferential length of the one block 11b is referred to as 1 pitch P.

図１に示すアンダトレッド１３は、キャップトレッド１１とベルト１５との間に配置されるゴム層である。サイドトレッド１４は、サイドウォール部の最も外側に配置される。ベルト１５は、キャップトレッド１１とカーカス１６との間に配置されるコード層である。なお、バイアスタイヤの場合にはブレーカと呼ぶ。カーカス１６はタイヤ１０の骨格をなすゴム引きコード層である。カーカス１６は、タイヤ１０に空気を充填した際に圧力容器としての役目を果たす強度メンバーである。カーカス１６は、空気の内圧によって荷重を支え、走行中の動的荷重に耐える構造に構成される。ビード１７は、スチールワイヤの束を硬質ゴムで固めたリングである。ビード１７は、タイヤ１０をホイールのリムに固定させる役割を果たすと共に、タイヤ１０の強度を確保する。ビードフィラ１８は、カーカス１６をビードワイヤの周囲に巻き込む際に生ずる空間へ充填されるゴムである。ビードフィラ１８は、カーカス１６をビード１７に固定すると共にその部分の形状を整える。また、ビードフィラ１８は、ビード部全体の剛性を高める。 The under tread 13 shown in FIG. 1 is a rubber layer disposed between the cap tread 11 and the belt 15. The side tread 14 is disposed on the outermost side of the sidewall portion. The belt 15 is a cord layer disposed between the cap tread 11 and the carcass 16. In the case of a bias tire, it is called a breaker. The carcass 16 is a rubberized cord layer that forms the skeleton of the tire 10. The carcass 16 is a strength member that serves as a pressure vessel when the tire 10 is filled with air. The carcass 16 is configured to support a load by an internal pressure of air and to withstand a dynamic load during traveling. The bead 17 is a ring in which a bundle of steel wires is hardened with hard rubber. The bead 17 plays a role of fixing the tire 10 to the rim of the wheel and secures the strength of the tire 10. The bead filler 18 is a rubber filled in a space generated when the carcass 16 is wound around the bead wire. The bead filler 18 fixes the carcass 16 to the bead 17 and adjusts the shape of the portion. Further, the bead filler 18 increases the rigidity of the entire bead portion.

トレッド面１１ａに溝１２が形成されているタイヤが転動する際、ブロック１１ｂが路面に接触する。このブロック１１ｂが路面から離れる時にノイズが発生する。このノイズは、パターンノイズと呼ばれており、溝１２がなすトレッドパターンの形状によって変化する。トレッドパターンを持つタイヤでは、このパターンノイズを低減できるように設計されることが好ましい。以下、このパターンノイズを低減するためのシミュレーション試験を行う振動特性評価装置について説明する。 When the tire in which the groove 12 is formed on the tread surface 11a rolls, the block 11b contacts the road surface. Noise occurs when the block 11b leaves the road surface. This noise is called pattern noise, and changes depending on the shape of the tread pattern formed by the groove 12. A tire having a tread pattern is preferably designed so that the pattern noise can be reduced. Hereinafter, a vibration characteristic evaluation apparatus that performs a simulation test for reducing the pattern noise will be described.

図３は、本実施形態のタイヤの振動特性評価装置の構成を示す説明図である。シミュレーション試験装置としての振動特性評価装置３０は、処理部４０と、記憶部３１と、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）３２とを含んで構成される。処理部４０と記憶部３１とは、入出力ポート３２を介して電気的に接続される。処理部４０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成させる。処理部４０は、モデル作成部４１と、タイヤ装着部４２と、転動解析部４３と、接触反力解析部４４とを含んで構成される。これらが本実施形態のタイヤの振動特性評価方法を実行する。モデル作成部４１と、タイヤ装着部４２と、転動解析部４３と、接触反力解析部４４とは、それぞれ、入出力ポート３２に電気的に接続される。これにより、モデル作成部４１と、タイヤ装着部４２と、転動解析部４３と、接触反力解析部４４とは、互いにデータをやり取りできる。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the tire vibration characteristic evaluation apparatus of the present embodiment. A vibration characteristic evaluation apparatus 30 as a simulation test apparatus includes a processing unit 40, a storage unit 31, and an input / output port (I / O) 32. The processing unit 40 and the storage unit 31 are electrically connected via the input / output port 32. The processing unit 40 is configured by, for example, a CPU (Central Processing Unit). The processing unit 40 includes a model creation unit 41, a tire mounting unit 42, a rolling analysis unit 43, and a contact reaction force analysis unit 44. These execute the tire vibration characteristic evaluation method of this embodiment. The model creation unit 41, the tire mounting unit 42, the rolling analysis unit 43, and the contact reaction force analysis unit 44 are electrically connected to the input / output port 32, respectively. Thereby, the model creation part 41, the tire mounting part 42, the rolling analysis part 43, and the contact reaction force analysis part 44 can mutually exchange data.

本実施形態の入出力ポート３２には、端末装置５０が電気的に接続される。端末装置５０は、本実施形態のタイヤの振動特性評価方法を実行するために必要なデータ、例えば、タイヤ１０を構成するゴムの物性値やホイールの物性値、あるいは転動解析における境界条件や走行条件等を振動特性評価装置３０へ与えるための装置である。これらのデータは、端末装置５０に電気的に接続される入力装置５１によって入力される。また、端末装置５０は、振動特性評価装置３０からタイヤの振動特性評価結果を受け取り、端末装置５０に電気的に接続された表示装置５２に、その結果を表示する。さらに、入出力ポート３２には、各種データベースを記憶するデータサーバーが端末装置５０を介して電気的に接続されていてもよい。本実施形態のタイヤの振動特性評価方法を実行するにあたり、振動特性評価装置３０は、データサーバー内に格納されている各種データベースを取得できるように構成されている。 The terminal device 50 is electrically connected to the input / output port 32 of the present embodiment. The terminal device 50 has data necessary for executing the tire vibration characteristic evaluation method according to the present embodiment, for example, the physical property value of the rubber constituting the tire 10, the physical property value of the wheel, or the boundary condition or running in the rolling analysis. This is a device for giving conditions and the like to the vibration characteristic evaluation device 30. These data are input by an input device 51 that is electrically connected to the terminal device 50. Further, the terminal device 50 receives the tire vibration characteristic evaluation result from the vibration characteristic evaluation device 30 and displays the result on the display device 52 electrically connected to the terminal device 50. Further, a data server that stores various databases may be electrically connected to the input / output port 32 via the terminal device 50. In executing the tire vibration characteristic evaluation method of the present embodiment, the vibration characteristic evaluation apparatus 30 is configured to acquire various databases stored in the data server.

記憶部３１は、本実施形態のタイヤの振動特性評価方法の処理手順を含むコンピュータプログラムや、データサーバーから取得した、材料物性等のデータが記憶される。記憶部３１は、例えば、揮発性のメモリや、不揮発性のメモリや、これらの組み合わせにより構成される。また、処理部４０は、例えば、ＣＰＵにより構成することができる。また、記憶部３１は、処理部４０に内蔵されるものであっても、他の装置（例えばデータベースサーバ）内にあってもよい。このように、上記振動特性評価装置３０は、通信により端末装置５０から処理部４０や記憶部３１にアクセスするものであってもよい。 The storage unit 31 stores a computer program including a processing procedure of the tire vibration characteristic evaluation method of the present embodiment, and data such as material properties acquired from a data server. The storage unit 31 is configured by, for example, a volatile memory, a nonvolatile memory, or a combination thereof. Moreover, the process part 40 can be comprised by CPU, for example. The storage unit 31 may be built in the processing unit 40 or may be in another device (for example, a database server). Thus, the vibration characteristic evaluation device 30 may access the processing unit 40 and the storage unit 31 from the terminal device 50 by communication.

上記コンピュータプログラムは、処理部４０が備えるモデル作成部４１や接触反力解析部４４等へすでに記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、本実施形態のタイヤの振動特性評価方法の処理手順を実現できるものであってもよい。また、この振動特性評価装置３０は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、処理部４０が備えるモデル作成部４１、タイヤ装着部４２、転動解析部４３及び接触反力解析部４４の機能を実現するものであってもよい。次に、この振動特性評価装置３０を用いて、本実施形態のタイヤの振動特性評価方法を実現する手順を説明する。 The computer program realizes the processing procedure of the tire vibration characteristic evaluation method of the present embodiment in combination with a computer program already recorded in the model creation unit 41, the contact reaction force analysis unit 44, and the like included in the processing unit 40. It may be possible. Further, the vibration characteristic evaluation apparatus 30 uses a dedicated hardware instead of the computer program, and a model creation unit 41, a tire mounting unit 42, a rolling analysis unit 43, and a contact reaction force analysis unit included in the processing unit 40. 44 functions may be realized. Next, a procedure for realizing the tire vibration characteristic evaluation method of this embodiment using the vibration characteristic evaluation apparatus 30 will be described.

図４は、本実施形態のタイヤの振動特性評価方法の処理手順を示すフローチャートである。図５は、タイヤを微小要素に分割したタイヤモデルの一例を示す斜視図である。図６は、ホイールモデルの一例を示す斜視図である。本実施形態のタイヤの振動特性評価方法では、タイヤの振動特性を評価するために用いる解析手法として、有限要素法（ＦＥＭ：Finite Element Method）を使用する。なお、本実施形態のタイヤの振動特性評価方法に適用できる解析手法は有限要素法に限られず、境界要素法（ＢＥＭ：Ｂoundary Element Method）、有限差分法（ＦＤＭ：Finite Differences Method）等も使用できる。また、境界条件等によって最も適当な解析手法を選択し、又は複数の解析手法を組み合わせて使用することもできる。なお、有限要素法は、構造解析に適した解析手法なので、特にタイヤやホイールのような構造体に対して好適に適用できる。また、本発明は、特に有限要素法の陽解法によってタイヤの諸性能を予測する際に好適である。 FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of the tire vibration characteristic evaluation method of the present embodiment. FIG. 5 is a perspective view showing an example of a tire model in which a tire is divided into minute elements. FIG. 6 is a perspective view showing an example of a wheel model. In the tire vibration characteristic evaluation method according to the present embodiment, a finite element method (FEM) is used as an analysis method used for evaluating the vibration characteristic of the tire. The analysis method applicable to the tire vibration characteristic evaluation method of the present embodiment is not limited to the finite element method, and a boundary element method (BEM), a finite difference method (FDM), or the like can also be used. . Further, the most appropriate analysis method can be selected according to the boundary condition or the like, or a plurality of analysis methods can be used in combination. Note that the finite element method is an analysis method suitable for structural analysis, and therefore can be suitably applied particularly to structures such as tires and wheels. The present invention is particularly suitable for predicting various performances of a tire by an explicit method using a finite element method.

図４に示すステップＳＴ１０１で、図３に示すモデル作成部４１は、図１に示すタイヤ１０を複数の微小要素で表現する、すなわち図５に示すようなタイヤモデル６１を作成する。また、モデル作成部４１は、路面を複数の微小要素で表現する、すなわち図５に示すような路面モデル６２を作成する。また、モデル作成部４１は、ホイールを複数の微小要素で表現する、すなわち図６に示すようなホイールモデル６３を作成する。有限要素法に基づく微小要素とは、例えば二次元平面では四辺形要素、三次元体としては四面体ソリッド要素、五面体ソリッド要素、六面体ソリッド要素等のソリッド要素や、三角形シェル要素、四角形シェル要素等のシェル要素である。このようにして分割された微小要素は、解析の過程では三次元座標を用いて特定される。 In step ST101 shown in FIG. 4, the model creation unit 41 shown in FIG. 3 creates the tire model 61 as shown in FIG. 5 by expressing the tire 10 shown in FIG. 1 with a plurality of minute elements. Further, the model creation unit 41 creates a road surface model 62 that expresses the road surface with a plurality of minute elements, that is, as shown in FIG. Further, the model creation unit 41 creates a wheel model 63 that expresses a wheel with a plurality of minute elements, that is, as shown in FIG. The microelement based on the finite element method is, for example, a quadrilateral element in a two-dimensional plane, a solid element such as a tetrahedral solid element, a pentahedral solid element, a hexahedral solid element as a three-dimensional body, a triangular shell element, or a rectangular shell element. And so on. The microelements divided in this way are specified using three-dimensional coordinates in the process of analysis.

モデル作成部４１は、例えば、タイヤモデル６１や、路面モデル６２や、ホイールモデル６３を、プリポストプロセッサを構成するコンピュータプログラムを実行することで作成する。なお、タイヤモデル６１の作成と、路面モデル６２の作成と、ホイールモデル６３の作成との順序は問わない。また、本実施形態の路面モデル６２は平面であるが、路面モデル６２は凹凸を含んでもよい。また、例えば、路面モデル６２やホイールモデル６３があらかじめ図３に示す記憶部３１や、データサーバーに記憶されている場合、モデル作成部４１は、入出力ポート３２を介してこれらのモデルを取得してもよい。 The model creation unit 41 creates, for example, the tire model 61, the road surface model 62, and the wheel model 63 by executing a computer program that constitutes a pre-post processor. The order of creating the tire model 61, creating the road surface model 62, and creating the wheel model 63 does not matter. Moreover, although the road surface model 62 of this embodiment is a plane, the road surface model 62 may include unevenness. For example, when the road surface model 62 and the wheel model 63 are stored in advance in the storage unit 31 and the data server shown in FIG. 3, the model creation unit 41 acquires these models via the input / output port 32. May be.

図７は、タイヤモデルをホイールモデルに組み付けた一例を示す斜視図である。次に、図４に示すステップＳＴ１０２で、タイヤ装着部４２は、図７に示すように、タイヤモデル６１をホイールモデル６３に組み付ける。具体的には、タイヤ装着部４２は、まず、ホイールモデル６３のリムモデルのリム幅を、タイヤモデル６１のビード部の幅よりも大きく広げる。そして、タイヤ装着部４２は、リムモデルをタイヤモデル６１のビード部へ嵌合させる。その後、タイヤ装着部４２は、タイヤモデル６１の幅方向の並進自由度をリムモデルの両リム間で一致させる。これにより、タイヤ装着部４２は、タイヤモデル６１がホイールモデル６３に組み付けられた組立体モデルを作成する。次に、図４に示すステップＳＴ１０３で、図３に示すタイヤ装着部４２は、タイヤモデル６１へ内圧を負荷する。 FIG. 7 is a perspective view showing an example in which a tire model is assembled to a wheel model. Next, in step ST102 shown in FIG. 4, the tire mounting part 42 assembles the tire model 61 to the wheel model 63 as shown in FIG. Specifically, the tire mounting portion 42 first widens the rim width of the rim model of the wheel model 63 to be larger than the width of the bead portion of the tire model 61. The tire mounting portion 42 then fits the rim model to the bead portion of the tire model 61. Thereafter, the tire mounting portion 42 matches the translational freedom in the width direction of the tire model 61 between both rims of the rim model. Thereby, the tire mounting unit 42 creates an assembly model in which the tire model 61 is assembled to the wheel model 63. Next, in step ST <b> 103 shown in FIG. 4, the tire mounting portion 42 shown in FIG. 3 applies an internal pressure to the tire model 61.

図８は、タイヤモデルが路面モデルに接触した様子を示す説明図である。次に、図４に示すステップＳＴ１０４で、図３に示す転動解析部４３は、タイヤモデル６１を転動させる。このとき転動解析部４３は、図８に示すようにタイヤモデル６１に働く荷重Ｆを一定に保ち、また、タイヤモデル６１と路面モデル６２との間の摩擦係数を所定の値とする。なお、転動解析部４３は、その他の条件として、例えば、スリップ角や、キャンバー角、スリップ率、横力、前後力、等を設定してもよい。また、転動解析部４３は、タイヤモデル６１を構成する微小要素や、ホイールモデル６３を構成する微小要素に、遠心力に相当する物理力を作用させるとより好ましい。この理由を以下に説明する。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state in which the tire model is in contact with the road surface model. Next, the rolling analysis unit 43 shown in FIG. 3 rolls the tire model 61 in step ST104 shown in FIG. At this time, the rolling analysis unit 43 keeps the load F acting on the tire model 61 constant as shown in FIG. 8, and sets the friction coefficient between the tire model 61 and the road surface model 62 to a predetermined value. Note that the rolling analysis unit 43 may set, for example, a slip angle, a camber angle, a slip ratio, a lateral force, a longitudinal force, and the like as other conditions. Further, it is more preferable that the rolling analysis unit 43 causes a physical force corresponding to a centrifugal force to act on the minute elements constituting the tire model 61 and the minute elements constituting the wheel model 63. The reason for this will be described below.

本実施形態の解析では、タイヤ装着部４２は、準静的な解析を行う。準静的な解析とは、タイヤモデル６１が静止しているものとして取り扱いできるような速度（タイヤモデル６１と路面モデル６２との相対的な変位量）で、タイヤモデル６１が転動していることを再現した解析である。すなわち、転動解析部４３は、タイヤモデル６１が静止している場合を想定したアルゴリズムで、微小な速度（微小な変位量）で各種物理量を算出する。タイヤモデル６１は、タイヤモデル６１と路面モデル６２との相対的な変位にともなって自由に転動するように設定される。すなわち、転動解析部４３は、タイヤモデル６１が自由転動状態であるものとする。 In the analysis of this embodiment, the tire mounting part 42 performs a quasi-static analysis. The quasi-static analysis means that the tire model 61 is rolling at a speed (relative displacement between the tire model 61 and the road surface model 62) that can be handled as if the tire model 61 is stationary. This is an analysis that reproduces this. That is, the rolling analysis unit 43 is an algorithm that assumes a case where the tire model 61 is stationary, and calculates various physical quantities at a minute speed (a minute displacement). The tire model 61 is set so as to roll freely along with the relative displacement between the tire model 61 and the road surface model 62. That is, the rolling analysis unit 43 assumes that the tire model 61 is in a free rolling state.

ここで、微小な速度であってもタイヤモデル６１及びホイールモデル６３が転動している以上、タイヤモデル６１及びホイールモデル６３には、遠心力が働くことになる。よって、転動解析部４３は、タイヤモデル６１及びホイールモデル６３の各微小要素に、遠心力に相当する物理力を作用させることで、各種物理量をより正確に算出できる。次に、図４に示すステップＳＴ１０５で、転動解析部４３は、所定の条件が満たされたか否かを判定する。所定の条件が満たされたか否かを判定する具体的な手順は複数考えられる。よって、以下、それらの手順を別のフローチャートを用いて説明する。 Here, as long as the tire model 61 and the wheel model 63 are rolling even at a minute speed, centrifugal force acts on the tire model 61 and the wheel model 63. Therefore, the rolling analysis unit 43 can calculate various physical quantities more accurately by applying a physical force corresponding to a centrifugal force to each minute element of the tire model 61 and the wheel model 63. Next, in step ST105 shown in FIG. 4, the rolling analysis unit 43 determines whether or not a predetermined condition is satisfied. A plurality of specific procedures for determining whether or not a predetermined condition is satisfied are conceivable. Therefore, these procedures will be described below using another flowchart.

図９は、所定条件が満たされたか否かを判定するための一連の手順を示すフローチャートである。図１０は、転動角度毎の軸路面間距離を示すグラフである。図９に示す一連の手順を行うことにより、転動解析部４３は、軸路面間距離ｈを複数回算出する。軸路面間距離ｈとは、図８に示すように、タイヤモデル６１の回転軸ＲＬと路面モデル６２との間の距離である。これは、図１０に示すように、タイヤモデル６１の転動が始まると軸路面間距離ｈが変化するためである。軸路面間距離ｈが変化する理由は、転動によってタイヤモデル６１の剛性が変化するためである。 FIG. 9 is a flowchart showing a series of procedures for determining whether or not a predetermined condition is satisfied. FIG. 10 is a graph showing the distance between the axial road surfaces for each rolling angle. By performing a series of procedures shown in FIG. 9, the rolling analysis unit 43 calculates the axial road surface distance h a plurality of times. The axial road surface distance h is a distance between the rotation axis RL of the tire model 61 and the road surface model 62, as shown in FIG. This is because, as shown in FIG. 10, when the tire model 61 starts rolling, the distance h between the axial road surfaces changes. The reason why the distance h between the axial road surfaces changes is that the rigidity of the tire model 61 changes due to rolling.

ステップＳＴ２０１で、転動解析部４３は、図８に示す軸路面間距離ｈを算出する。次に、ステップＳＴ２０２で、転動解析部４３は、一区間分の軸路面間距離ｈをすべて算出したか否かを判定する。一区間とは、タイヤモデル６１が転動した角度（以下、転動角度）によって区分される範囲である。一区間は、例えば、５°毎に区切られた範囲である。本実施形態では、タイヤ装着部４２は、一区間の間に軸路面間距離ｈを例えば６回算出する。一区間分の軸路面間距離ｈをすべて算出していないと判定されると（ステップＳＴ２０２、Ｎｏ）、転動解析部４３はステップＳＴ２０１に戻る。一区間分の軸路面間距離ｈをすべて算出したと判定されると（ステップＳＴ２０２、Ｙｅｓ）、ステップＳＴ２０３で、一区間分の軸路面間距離ｈの平均値ＡＶｎを算出する。なお、ｎは、各区間での平均値を区別するための数字である。すなわち、最初の区間である０°から５°の区間Ｂ１での軸路面間距離ｈの平均は平均値ＡＶ１であり、ｎ番目の区間Ｂｎでの軸路面間距離ｈの平均は平均値ＡＶｎである。 In step ST201, the rolling analysis unit 43 calculates an axial road surface distance h shown in FIG. Next, in step ST202, the rolling analysis unit 43 determines whether or not all the distances h between the axial road surfaces for one section have been calculated. One section is a range divided by an angle (hereinafter referred to as a rolling angle) that the tire model 61 rolls. One section is, for example, a range divided every 5 °. In the present embodiment, the tire mounting unit 42 calculates the axial road surface distance h, for example, six times during one section. If it is determined that all the distance h between the axial road surfaces for one section has not been calculated (step ST202, No), the rolling analysis unit 43 returns to step ST201. If it is determined that all the distance h between the axial road surfaces for one section is calculated (step ST202, Yes), the average value AVn of the distance h between the axial road surfaces for one section is calculated in step ST203. In addition, n is a number for distinguishing the average value in each section. That is, the average of the axial road surface distance h in the first section 0 to 5 ° of the section B1 is the average value AV1, and the average of the axial road surface distance h in the nth section Bn is the average value AVn. is there.

次に、ステップＳＴ２０４で、記憶部３１は、平均値ＡＶｎを記憶する。次に、ステップＳＴ２０５で、転動解析部４３は、平均値ＡＶｎ及び平均値ＡＶｎ−１を記憶部３１から取得する。平均値ＡＶｎ−１は、ｎ番目の区間Ｂｎよりも１つ前の区間Ｂｎ−１での軸路面間距離ｈの平均である。なお、ｎが１の場合、平均値ＡＶｎ−１は存在しない。よって、この場合、転動解析部４３は、例えば、平均値ＡＶｎ−１に所定の初期値を代入する。前記初期値は、次に説明するステップＳＴ２０６で必ず否定判定が成されるような値に設定される。 Next, in step ST204, the storage unit 31 stores the average value AVn. Next, the rolling analysis part 43 acquires average value AVn and average value AVn-1 from the memory | storage part 31 by step ST205. The average value AVn−1 is an average of the axial road surface distances h in the section Bn−1 immediately before the nth section Bn. When n is 1, there is no average value AVn-1. Therefore, in this case, the rolling analysis unit 43 substitutes a predetermined initial value for the average value AVn−1, for example. The initial value is set to a value that always makes a negative determination in step ST206 described below.

次に、ステップＳＴ２０６で、転動解析部４３は、複数回算出した平均値ＡＶｎのうち互いに隣接し合う２つの平均値の差、すなわち、平均値ＡＶｎから平均値ＡＶｎ−１を減算した値が閾値α以下であるか否かを判定する。閾値αは、図１０に示す区間Ｂ５以降のように、軸路面間距離ｈが定常になったと判定できる値である。平均値ＡＶｎから平均値ＡＶｎ−１を減算した値が閾値α以下ではないと判定されると（ステップＳＴ２０６、Ｎｏ）、転動解析部４３はステップＳＴ２０１に戻る。平均値ＡＶｎから平均値ＡＶｎ−１を減算した値が閾値α以下であると判定されると（ステップＳＴ２０６、Ｙｅｓ）、転動解析部４３は、一連の手順の実行を終了して、図４に示すステップＳＴ１０６へ進む。 Next, in step ST206, the rolling analysis unit 43 calculates a difference between two average values adjacent to each other among the average values AVn calculated a plurality of times, that is, a value obtained by subtracting the average value AVn-1 from the average value AVn. It is determined whether or not the threshold value α is equal to or less. The threshold value α is a value by which it can be determined that the axial road surface distance h has become steady, as in the section B5 and subsequent sections shown in FIG. If it is determined that the value obtained by subtracting the average value AVn-1 from the average value AVn is not equal to or less than the threshold value α (step ST206, No), the rolling analysis unit 43 returns to step ST201. When it is determined that the value obtained by subtracting the average value AVn−1 from the average value AVn is equal to or less than the threshold value α (step ST206, Yes), the rolling analysis unit 43 ends the execution of a series of procedures, and FIG. The process proceeds to step ST106 shown in FIG.

図１１は、所定条件が満たされたか否かを判定するための他の一連の手順を示すフローチャートである。図１１に示す一連の手順は、軸路面間距離ｈを算出しない点で図９に示す一連の手順と異なる。図１１に示すステップＳＴ３０１で、図３に示す転動解析部４３は、タイヤモデル６１が転動し始めてから転動した距離Ｌを算出する。距離Ｌは、タイヤモデル６１が転動し始めてからのタイヤモデル６１が転動した角度で求められる。次に、ステップＳＴ３０２で、転動解析部４３は、距離Ｌが閾値β以上であるか否かを判定する。閾値βは、図１０に示す区間Ｂ５以降のように、軸路面間距離ｈが定常になったと判定できる値である。具体的な閾値βは、図８に示すタイヤモデル６１の接地長Ｌ０である。接地長Ｌ０は、タイヤモデル６１のうち路面モデル６２と接触する部分の、路面モデル６２に沿う方向の寸法である。タイヤモデル６１の多くは、接地長Ｌ０分、タイヤモデル６１が回転すれば、軸路面間距離ｈが定常になる。よって、転動解析部４３は、距離Ｌが閾値β以上であれば、軸路面間距離ｈが定常になったと判定する。 FIG. 11 is a flowchart showing another series of procedures for determining whether or not a predetermined condition is satisfied. The series of procedures shown in FIG. 11 differs from the series of procedures shown in FIG. 9 in that the axial road surface distance h is not calculated. In step ST301 shown in FIG. 11, the rolling analysis unit 43 shown in FIG. 3 calculates the distance L that the tire model 61 has rolled after starting rolling. The distance L is obtained by an angle at which the tire model 61 has rolled after the tire model 61 has started rolling. Next, in step ST302, the rolling analysis unit 43 determines whether or not the distance L is greater than or equal to the threshold value β. The threshold value β is a value with which it is possible to determine that the axial road surface distance h has become steady as in the section B5 and subsequent sections shown in FIG. The specific threshold value β is the contact length L0 of the tire model 61 shown in FIG. The contact length L0 is a dimension in a direction along the road surface model 62 of a portion of the tire model 61 that contacts the road surface model 62. In many of the tire models 61, when the tire model 61 rotates for the contact length L0, the distance h between the axial road surfaces becomes steady. Therefore, the rolling analysis unit 43 determines that the axial road surface distance h is steady when the distance L is equal to or greater than the threshold value β.

ステップＳＴ３０２を実行すると、転動解析部４３は、一連の手順の実行を終了して、図４に示すステップＳＴ１０６へ進む。図１１に示す一連の手順は、図９に示す一連の手順よりも、転動解析部４３が実行すべき手順の数が少ない。よって、転動解析部４３は、図１１に示す一連の手順を実行することにより、より迅速に軸路面間距離ｈが定常になったか否かを判定できる。一方、転動解析部４３は、図９に示す一連の手順を実行することにより、軸路面間距離ｈを算出し、その結果に基づいて軸路面間距離ｈが定常になったかを判定する。よって、転動解析部４３は、図９に示す一連の手順を実行することにより、より正確に軸路面間距離ｈが定常になったか否かを判定できる。 If step ST302 is performed, the rolling analysis part 43 will complete | finish execution of a series of procedures, and will progress to step ST106 shown in FIG. The series of procedures shown in FIG. 11 requires fewer steps to be executed by the rolling analysis unit 43 than the series of procedures shown in FIG. Therefore, the rolling analysis unit 43 can determine whether the axial road surface distance h has become steady more quickly by executing a series of procedures shown in FIG. On the other hand, the rolling analysis unit 43 calculates a distance h between the axial road surfaces by executing a series of procedures shown in FIG. 9, and determines whether the distance h between the axial road surfaces is steady based on the result. Therefore, the rolling analysis unit 43 can determine whether or not the axial road surface distance h has become steady more accurately by executing a series of procedures shown in FIG.

図４に示す一連の手順の説明に戻る。所定の条件が満たされたと判定されると（ステップＳＴ１０５、Ｙｅｓ）、転動解析部４３は、ステップＳＴ１０６へ進む。ステップＳＴ１０６で、転動解析部４３は、所定条件が満たされた以降の一区間Ｂｎでの軸路面間距離ｈの平均値ＡＶｎを算出する。本実施形態では、図１０に示すように、区間Ｂ５で所定条件が満たされているため、転動解析部４３は、区間Ｂ５での平均値ＡＶ５を算出する。なお、図１０に示すように、所定条件が満たされた以降の各区間Ｂｎでの平均値ＡＶｎの差異は僅かである。よって、転動解析部４３は、例えば、区間Ｂ６での平均値ＡＶ６を算出してもよいし、それ以降の平均値ＡＶｎを算出してもよい。また、転動解析部４３は、所定条件が満たされた直前の区間Ｂｎ（図１０では区間Ｂ４）での平均値ＡＶｎ（図１０では平均値ＡＶ４）を算出してもよいが、定常時の軸路面間距離ｈのより正確な値を求める場合は、所定条件が満たされた以降の区間Ｂｎでの平均値ＡＶｎを算出する方が好ましい。 Returning to the description of the series of procedures shown in FIG. When it is determined that the predetermined condition is satisfied (step ST105, Yes), the rolling analysis unit 43 proceeds to step ST106. In step ST106, the rolling analysis unit 43 calculates an average value AVn of the axial road surface distance h in one section Bn after the predetermined condition is satisfied. In the present embodiment, as shown in FIG. 10, since the predetermined condition is satisfied in the section B5, the rolling analysis unit 43 calculates the average value AV5 in the section B5. As shown in FIG. 10, the difference in average value AVn in each section Bn after the predetermined condition is satisfied is slight. Therefore, for example, the rolling analysis unit 43 may calculate the average value AV6 in the section B6 or may calculate the average value AVn thereafter. Further, the rolling analysis unit 43 may calculate an average value AVn (average value AV4 in FIG. 10) in the section Bn (section B4 in FIG. 10) immediately before the predetermined condition is satisfied. When obtaining a more accurate value of the axial road surface distance h, it is preferable to calculate the average value AVn in the section Bn after the predetermined condition is satisfied.

次に、ステップＳＴ１０７で、転動解析部４３は、ステップＳＴ１０６で算出した平均値ＡＶｎを一定値として解析の条件に設定する。次に、ステップＳＴ１０８で、転動解析部４３は、タイヤモデル６１を転動させる。このとき、軸路面間距離ｈは、平均値ＡＶｎで一定に保たれている。次に、ステップＳＴ１０９で、転動解析部４３は、各種物理量を算出する。前記各種物理量は、例えば、タイヤモデル６１の変形状態を示す値や、タイヤモデル６１の各部の応力や、タイヤモデル６１の各部のひずみや、タイヤモデル６１と路面モデル６２との接触面の圧力や、接触せん断応力や、タイヤモデル６１が路面モデル６２から受ける反力や、図８に示す回転軸ＲＬ中心の応力等である。 Next, in step ST107, the rolling analysis unit 43 sets the average value AVn calculated in step ST106 as a constant value as the analysis condition. Next, in step ST108, the rolling analysis unit 43 rolls the tire model 61. At this time, the axial road surface distance h is kept constant at the average value AVn. Next, in step ST109, the rolling analysis unit 43 calculates various physical quantities. The various physical quantities include, for example, values indicating the deformation state of the tire model 61, stresses in each part of the tire model 61, strains in each part of the tire model 61, pressures on the contact surface between the tire model 61 and the road surface model 62, and the like. Contact shear stress, reaction force that the tire model 61 receives from the road surface model 62, stress at the center of the rotation axis RL shown in FIG.

次に、ステップＳＴ１１０で、転動解析部４３は、所定区間での各種物理量をすべて算出したか否かを判定する。ここでいう区間とは、タイヤモデル６１が転動した変位量のことである。例えば、図２に示すように、タイヤ１０は、各パターンが周上等ピッチで配置されるものがある。このようなタイヤ１０を転動解析する場合、転動解析部４３は、図２に示すタイヤ１０に形成されるパターンの１ピッチＰ以上の距離分、タイヤモデル６１が転動する間を所定区間として各種物理量を取得する。これは、この所定区間よりも後に算出される各種物理量と、この所定区間に算出される各種物理量との差異が僅かであるためである。これにより、転動解析部４３は、物理量を算出する回数を低減できるため、より迅速に転動解析を行える。 Next, in step ST110, the rolling analysis unit 43 determines whether all the physical quantities in the predetermined section have been calculated. The section here is a displacement amount by which the tire model 61 rolls. For example, as shown in FIG. 2, there are tires 10 in which each pattern is arranged at an equal circumferential pitch. When such a tire 10 is subjected to a rolling analysis, the rolling analysis unit 43 performs a predetermined interval during the rolling of the tire model 61 by a distance of 1 pitch P or more of the pattern formed on the tire 10 shown in FIG. As such, various physical quantities are acquired. This is because the difference between the various physical quantities calculated after the predetermined section and the various physical quantities calculated in the predetermined section is slight. Thereby, since the rolling analysis part 43 can reduce the frequency | count of calculating a physical quantity, it can perform a rolling analysis more rapidly.

また、転動解析部４３は、所定区間の間に所定のタイミングで複数回、各種物理量を算出する。所定のタイミングは、例えば、図２に示す１／４ピッチＰ以下の距離分、タイヤモデル６１が転動するタイミングである。すなわち、転動解析部４３は、１／４ピッチＰ以下の距離（所定量）分タイヤモデル６１が転動する度に各種物理量を算出する。これにより、転動解析部４３は、所定区間で（１ピッチＰ以上の距離分タイヤモデル６１が転動する間に）、各種物理量を４回算出することになる。これにより、振動特性評価装置３０は、タイヤモデル６１と路面モデル６２との接触部分のパターンの変化による物理量の変動をユーザーに提供できる。なお、より詳細に前記接触部分のパターンの変化による物理量の変動をユーザーに提供するためには、転動解析部４３は、所定区間で、各種物理量を例えば等間隔で１０回取得すると好ましい。さらには、転動解析部４３は、１ピッチＰ以上の距離分タイヤモデル６１が転動する間に、各種物理量を例えば等間隔で２０回取得するとより好ましい。 Further, the rolling analysis unit 43 calculates various physical quantities a plurality of times at a predetermined timing during a predetermined section. The predetermined timing is, for example, a timing at which the tire model 61 rolls by a distance equal to or less than a quarter pitch P shown in FIG. That is, the rolling analysis unit 43 calculates various physical quantities every time the tire model 61 rolls by a distance (predetermined amount) of a quarter pitch P or less. Thereby, the rolling analysis unit 43 calculates various physical quantities four times in a predetermined section (while the tire model 61 rolls for a distance of 1 pitch P or more). Thereby, the vibration characteristic evaluation apparatus 30 can provide the user with a change in physical quantity due to a change in the pattern of the contact portion between the tire model 61 and the road surface model 62. In order to provide the user with a change in physical quantity due to a change in the pattern of the contact portion in more detail, it is preferable that the rolling analysis unit 43 obtains various physical quantities, for example, 10 times at regular intervals in a predetermined section. Furthermore, it is more preferable that the rolling analysis unit 43 acquires various physical quantities, for example, 20 times at regular intervals while the tire model 61 rolls for a distance of 1 pitch P or more.

所定区間での各種物理量をすべて算出していない判定すると（ステップＳＴ１１０、Ｎｏ）、転動解析部４３は、ステップＳＴ１０８に戻る。所定区間での各種物理量をすべて算出したと判定すると（ステップＳＴ１１０、Ｙｅｓ）、転動解析部４３は、一連の手順の実行を終了する。次に、本実施形態の振動特性評価装置３０が奏する効果を説明する。 If it is determined that all the physical quantities in the predetermined section have not been calculated (step ST110, No), the rolling analysis unit 43 returns to step ST108. If it is determined that all the physical quantities in the predetermined section have been calculated (step ST110, Yes), the rolling analysis unit 43 ends the execution of a series of procedures. Next, the effect which the vibration characteristic evaluation apparatus 30 of this embodiment has is demonstrated.

図１２は、軸路面間距離の設定値をタイヤモデルが静止している際の軸路面間距離で一定に保つと共に一定の荷重をタイヤモデルに作用させた場合に、タイヤモデルが路面モデルから受ける反力をタイヤモデルの回転角度毎に示すグラフである。仮に軸路面間距離ｈの設定値をタイヤモデル６１が静止している際の軸路面間距離ｈで一定に保って転動解析を行うと、タイヤモデル６１に一定の荷重を作用させていた場合であっても、図１２に示すように、タイヤモデル６１が路面モデル６２から受ける反力ＲＦがタイヤモデル６１の回転角度０°から２５°の間で低下する。これは、タイヤモデル６１が転動すると、タイヤモデル６１の剛性が低下するためである。この場合、転動解析を開始直後は所望の反力ＲＦをタイヤモデル６１が路面モデル６２から受けることを再現できる。しかしながら、タイヤモデル６１が転動すると、所望の反力ＲＦをタイヤモデル６１が路面モデル６２から受けることを再現できなくなる。結果として、この場合、タイヤの各種物理量を正確に算出できないおそれがある。 FIG. 12 shows that when the set value of the distance between the axial road surfaces is kept constant at the distance between the axial road surfaces when the tire model is stationary and a constant load is applied to the tire model, the tire model receives from the road surface model. It is a graph which shows reaction force for every rotation angle of a tire model. If the rolling analysis is performed with the set value of the axial road surface distance h kept constant at the axial road surface distance h when the tire model 61 is stationary, a constant load is applied to the tire model 61 Even so, as shown in FIG. 12, the reaction force RF that the tire model 61 receives from the road surface model 62 decreases between the rotation angle 0 ° and 25 ° of the tire model 61. This is because when the tire model 61 rolls, the rigidity of the tire model 61 decreases. In this case, it can be reproduced that the tire model 61 receives the desired reaction force RF from the road surface model 62 immediately after the start of the rolling analysis. However, when the tire model 61 rolls, it cannot be reproduced that the tire model 61 receives the desired reaction force RF from the road surface model 62. As a result, in this case, there is a possibility that various physical quantities of the tire cannot be accurately calculated.

図１３は、軸路面間距離の設定値を定常となった値で一定に保つと共に一定の荷重をタイヤモデルに作用させた場合に、タイヤモデルが路面モデルから受ける反力をタイヤモデルの回転角度毎に示すグラフである。しかしながら、本実施形態の振動特性評価装置３０は、まず、軸路面間距離ｈを一定の値とせずにタイヤモデル６１を転動させ、軸路面間距離ｈが定常となったらその定常時の軸路面間距離ｈの値を一定の設定値として転動解析を行う。定常時の軸路面間距離ｈの値は、タイヤモデル６１の剛性が低下した後の軸路面間距離である。よって、振動特性評価装置３０は、図１３に示すように、所望の反力ＲＦをタイヤモデル６１が路面モデル６２から受けることを再現できる。結果として、振動特性評価装置３０は、図１に示すタイヤ１０の各種物理量をより正確に算出できる。 FIG. 13 shows the rotational angle of the tire model when the tire model keeps the set value of the distance between the road surfaces constant at a constant value and the tire model applies a reaction force received from the road surface model when a constant load is applied to the tire model. It is a graph shown for every. However, the vibration characteristic evaluation apparatus 30 according to the present embodiment first rolls the tire model 61 without setting the axial road surface distance h to a constant value, and when the axial road surface distance h becomes steady, the steady-state shaft. The rolling analysis is performed with the value of the distance h between the road surfaces as a constant set value. The value of the axial road surface distance h at a constant time is the distance between the axial road surfaces after the rigidity of the tire model 61 is lowered. Therefore, the vibration characteristic evaluation device 30 can reproduce that the tire model 61 receives the desired reaction force RF from the road surface model 62 as shown in FIG. As a result, the vibration characteristic evaluation device 30 can more accurately calculate various physical quantities of the tire 10 shown in FIG.

以上のように、本発明に係る空気入りタイヤの耐空気漏れ性能シミュレーション試験方法及び空気入りタイヤの耐空気漏れ性能シミュレーション用コンピュータプログラム並びに空気入りタイヤの耐空気漏れ性能シミュレーション試験装置は、空気入りタイヤの耐空気漏れ性能の試験に有用であり、特に、空気入りタイヤの耐空気漏れ性能の試験に要する時間を低減することに適している。 As described above, the pneumatic tire anti-leakage performance simulation test method, the pneumatic tire anti-leakage performance simulation computer program, and the pneumatic tire anti-leakage performance simulation test apparatus according to the present invention include the pneumatic tire. It is useful for testing the air leak resistance performance of the pneumatic tire, and is particularly suitable for reducing the time required for the air leak resistance test of the pneumatic tire.

１０タイヤ
１１キャップトレッド
１１ａトレッド面
１１ｂブロック
１２溝
１２ａ縦溝
１２ｂ横溝
１３アンダトレッド
１４サイドトレッド
１５ベルト
１６カーカス
１７ビード
１８ビードフィラ
３０振動特性評価装置
３１記憶部
３２入出力ポート
４０処理部
４１モデル作成部
４２タイヤ装着部
４３転動解析部
４４接触反力解析部
５０端末装置
５１入力装置
５２表示装置
６１タイヤモデル
６２路面モデル
６３ホイールモデル DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Tire 11 Cap tread 11a Tread surface 11b Block 12 Groove 12a Vertical groove 12b Horizontal groove 13 Under tread 14 Side tread 15 Belt 16 Carcass 17 Bead 18 Bead filler 30 Vibration characteristic evaluation apparatus 31 Memory | storage part 32 I / O port 40 Processing part 41 Model preparation part 42 tire mounting portion 43 rolling analysis portion 44 contact reaction force analysis portion 50 terminal device 51 input device 52 display device 61 tire model 62 road surface model 63 wheel model

Claims

タイヤを表現するタイヤモデルと、前記タイヤが接触する路面を表現する路面モデルとの間に摩擦係数を設定し、
前記タイヤモデルに所定の荷重を与えて前記路面モデルに接触させ、
前記荷重を一定に保ちながら所定の条件が満たされるまで前記タイヤモデルを転動させ、
前記所定の条件が満たされた以降の前記タイヤモデルの転動軸と前記路面モデルとの間の軸路面間距離を設定値とし、
前記軸路面間距離を前記設定値で一定に保ちながら、転動解析を行って物理量を算出することを特徴とするタイヤのシミュレーション試験方法。 A friction coefficient is set between a tire model representing a tire and a road surface model representing a road surface in contact with the tire,
Applying a predetermined load to the tire model to contact the road surface model;
Rolling the tire model until a predetermined condition is satisfied while keeping the load constant;
The distance between the axis road surface between the rolling axis of the tire model and the road surface model after the predetermined condition is satisfied,
A tire simulation test method, wherein a physical quantity is calculated by performing rolling analysis while keeping the distance between the axial road surfaces constant at the set value.

前記タイヤモデルが転動して所定量移動する度に、前記タイヤモデルが前記転動して所定量移動する間の前記軸路面間距離の平均値を算出し、複数回算出した前記平均値のうち互いに隣接し合う２つの平均値の差が閾値以下になった場合に、前記所定の条件が満たされたと判定する請求項１に記載のタイヤのシミュレーション試験方法。 Each time the tire model rolls and moves a predetermined amount, an average value of the distance between the axial road surfaces while the tire model rolls and moves a predetermined amount is calculated, and the average value calculated a plurality of times is calculated. The tire simulation test method according to claim 1, wherein when the difference between two average values adjacent to each other is equal to or less than a threshold value, it is determined that the predetermined condition is satisfied.

前記タイヤモデルが転動を始めてから前記タイヤモデルが転動した距離が閾値以上になった場合に、前記所定の条件が満たされたと判定する請求項１に記載のタイヤのシミュレーション試験方法。 The tire simulation test method according to claim 1, wherein the predetermined condition is determined to be satisfied when a distance traveled by the tire model after the tire model starts rolling exceeds a threshold value.

前記閾値は、前記タイヤモデルの接地長以上の値である請求項３に記載のタイヤのシミュレーション試験方法。 4. The tire simulation test method according to claim 3, wherein the threshold value is a value equal to or greater than a contact length of the tire model.

前記設定値は、前記所定の条件が満たされた以降に、前記タイヤモデルが転動して所定量移動する間の前記軸路面間距離の平均値である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタイヤのシミュレーション試験方法。 The said set value is an average value of the distance between the axial road surfaces while the tire model rolls and moves by a predetermined amount after the predetermined condition is satisfied. The tire simulation test method according to claim 1.

前記タイヤに形成されるパターンの１ピッチ以上の距離分前記タイヤモデルが転動する間の前記物理量を算出する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタイヤのシミュレーション試験方法。 The tire simulation test method according to any one of claims 1 to 5, wherein the physical quantity is calculated while the tire model rolls for a distance of one pitch or more of a pattern formed on the tire.

前記タイヤに形成されるパターンの１／４ピッチ以下の距離分前記タイヤモデルが転動する度に、前記物理量を算出する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタイヤのシミュレーション試験方法。 The tire simulation test according to any one of claims 1 to 5, wherein the physical quantity is calculated each time the tire model rolls by a distance equal to or less than a quarter pitch of a pattern formed on the tire. Method.

前記転動解析は、準静的な解析である請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタイヤのシミュレーション試験方法。 The tire rolling test method according to claim 1, wherein the rolling analysis is a quasi-static analysis.

前記タイヤモデルは、前記タイヤモデルと前記路面モデルとの相対的な変位にともなって自由に転動する請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のタイヤのシミュレーション試験方法。 The tire simulation test method according to any one of claims 1 to 8, wherein the tire model freely rolls with a relative displacement between the tire model and the road surface model.

請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のタイヤのシミュレーション試験方法をコンピュータに実行させることを特徴とするタイヤのシミュレーション用コンピュータプログラム。 A computer program for tire simulation, which causes a computer to execute the tire simulation test method according to any one of claims 1 to 9.

請求項１０に記載のタイヤのシミュレーション用コンピュータプログラムを記憶する記憶部と、
前記記憶部から前記タイヤのシミュレーション用コンピュータプログラムを取得し、前記タイヤのシミュレーション用コンピュータプログラムを実行する処理部と、
を含んで構成されることを特徴とするタイヤのシミュレーション試験装置。 A storage unit for storing the computer program for tire simulation according to claim 10;
A processing unit for acquiring the tire simulation computer program from the storage unit and executing the tire simulation computer program;
A tire simulation test apparatus comprising: