JP5829861B2 - タイヤの摩耗エネルギーの予測方法及びタイヤの設計方法 - Google Patents
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P1=A×(Px)2+B×Px+C×Py+D×Pz+E…(2)
前記各係数A乃至Eは、算出された3つの中間物理量である接地圧、タイヤ周方向の接地長さ、及び、パターン剛性と、転動シミュレーションによって算出された摩耗エネルギーP2とを重回帰分析して得られた係数である。
図1には、本発明のタイヤの摩耗エネルギーの予測方法を含むタイヤの設計方法の手順の一実施例が示される。本実施形態のタイヤの摩耗エネルギーを予測する方法は、タイヤの転動時の摩耗エネルギーについてコンピュータ1を用いてシミュレートする方法であって、コンピュータにタイヤモデルを入力するモデル設定ステップS1と、静的接地シミュレーションを行い、トレッドパターン部の接地形状及び接地圧の分布を取得する取得ステップS2と、前記接地形状及び接地圧の分布から中間物理量の少なくとも一つを算出する算出ステップS3と、前記算出された中間物理量を代入して摩耗エネルギーを計算する計算ステップS4とを含んで構成される。
前記静的接地シミュレーションは、タイヤモデル2を転動させることなく、境界条件に基づいて仮想路面8に接地させることにより、トレッドパターン部3の接地形状及び接地圧の分布が計算される。つまり、タイヤモデル2の静的な変形状態が計算が行われる。この計算は、タイヤモデル2及び上記境界条件等を設定することができれば、これらの情報に基づいて例えば汎用有限要素解析アプリケーションソフトウエア(例えば米国リバモア・ソフトウエア・テクノロジー(LSTC)社製のアプリケーションソフト「LS−DYNA」など)により前記コンピュータ1を用いて行われる。
Pz=F/L=1/(h3/(3×E×I)+h/(S×G))…(1)
で示される。なお、図5に示されるように、式(1)中の「h」は、陸部のタイヤ半径方向の高さ、即ちリブ6に隣接する縦溝4の溝深さdを示し、「S」は、陸部(リブ6)の表面積を表す。
P1=72.6×Px−179.8という予測式が採用される。
また、例えば、接地長さのみによって摩耗エネルギーP1を予測する場合は、
P1=0.73×Py−38.4という予測式が採用される。
また、例えば、パターン剛性のみによって摩耗エネルギーP1を予測する場合は、
P1=−106.2×Pz+152.2という予測式が採用される。
また、例えば、接地圧及び接地長さによって摩耗エネルギーP1を予測する場合は、
P1=61.0×Px+0.53×Py−218.1という予測式が採用される。
また、例えば、接地圧及びパターン剛性によって摩耗エネルギーP1を予測する場合は、
P1=72.1×Px−11.8×Pz−168.8という予測式が採用される。
また、例えば、パターン剛性及び接地長さによって摩耗エネルギーP1を予測する場合は、
P1=0.87×Py−213.7×Pz+106.8という予測式が採用される。
P1=A×(Px)2+B×Px+C×Py+D×Pz+E…(2)
で表される。なお、各係数A乃至Eは、算出された3つの中間物理量と、転動シミュレーションによって算出された摩耗エネルギーP2とを重回帰分析して得られた係数である。
また、摩耗エネルギーP1、接地圧Px、接地長さPy及びパターン剛性Pzの単位は、
P1:J/m2
Px:kgf/cm2
Py:mm
Pz:N/mm/mm2
が採用される。
A:21.8
B:−107
C:0.65
D:−111.5
E:169
2 タイヤモデル
8 仮想路面
Px 接地圧
Py 接地長さ
Pz パターン剛性
S1 モデル設定ステップ
S2 取得ステップ
S3 算出ステップ
S4 計算ステップ
Claims (9)
- タイヤの転動時の摩耗エネルギーをコンピュータを用いてシミュレートするタイヤの摩耗エネルギーの予測方法であって、
前記コンピュ−タに、トレッドパターンを具えたタイヤを有限個の要素に分割してトレッドパターン部を有するタイヤモデルを入力するモデル設定ステップと、
前記コンピュータが、予め定めた境界条件に基づいて前記タイヤモデルの前記トレッドパターン部を仮想路面に接触させる静的接地シミュレーションを行ない、前記トレッドパターン部の接地形状及び接地圧の分布を取得する取得ステップと、
前記コンピュータが、前記接地形状及び接地圧分布から、前記トレッドパターン部のうち、予め定められた摩耗エネルギーの評価を行う領域の接地圧Px、タイヤ周方向の接地長さPy及びパターン剛性Pzを含む中間物理量を算出する算出ステップと、
前記コンピュータが、該コンピュータに予め記憶されかつ回帰分析にて得られた前記中間物理量から摩耗エネルギーP1を予測しうる下記予測式(2)に、前記算出された中間物理量を代入して摩耗エネルギーP1を計算する計算ステップとを含むことを特徴とするタイヤの摩耗エネルギーの予測方法。
P1=A×(Px)2+B×Px+C×Py+D×Pz+E…(2)
前記各係数A乃至Eは、算出された3つの中間物理量である接地圧、タイヤ周方向の接地長さ、及び、パターン剛性と、転動シミュレーションによって算出された摩耗エネルギーP2とを重回帰分析して得られた係数である。
- 前記接地圧は、前記領域に含まれる要素について、予め定めた閾値以下の接地圧を無視した平均の接地圧である請求項1記載のタイヤの摩耗エネルギーの予測方法。
- 前記平均の接地圧は、前記領域内における要素の大きさで重み付けされた加重平均で算出される請求項2記載のタイヤの摩耗エネルギーの予測方法。
- 前記接地長さは、タイヤ周方向の最大長さ又はタイヤ軸方向に亘る平均長さである請求項1乃至3のいずれかに記載のタイヤの摩耗エネルギーの予測方法。
- 前記パターン剛性は、前記トレッドパターン部の陸部に作用する力Fと、該力Fによって前記陸部が変形した変形量Lとの比F/Lで計算される請求項1乃至4のいずれかに記載のタイヤの摩耗エネルギーの予測方法。
- 前記パターン剛性は、前記トレッドパターン部の陸部の断面二次モーメント、弾性率及びせん断弾性率を含む物理量によって計算される請求項1乃至4のいずれかに記載のタイヤの摩耗エネルギーの予測方法。
- 前記パターン剛性は、前記トレッドパターン部の単位面積当たりの単位パターン剛性である請求項5又は6に記載のタイヤの摩耗エネルギーの予測方法。
- 前記算出ステップは、前記3つの中間物理量の全てが算出される請求項1乃至7のいずれかに記載のタイヤの摩耗エネルギーの予測方法。
- 請求項1乃至8のいずれかに記載のタイヤの摩耗エネルギーの予測方法によって予測されたタイヤの転動時の前記摩耗エネルギーが、予め定められた許容摩耗エネルギー以下になるまで、前記タイヤモデルの前記トレッドパターン部を変更する工程を含み、
このトレッドパターン部に基づいてタイヤのトレッドパターンを設計する工程を含むことを特徴とするタイヤの設計方法。
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