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公開番号2025006488
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023107308
出願日2023-06-29
発明の名称ホイールモデルの作成方法及びシミュレーション方法
出願人住友ゴム工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G06F 30/15 20200101AFI20250109BHJP(計算;計数)
要約【課題】実際のホイールの振動特性に近似するホイールモデルを、短時間で作成可能な方法を提供する、ホイールモデルの作成方法及びホイールとタイヤとの組立体のシミュレーション方法を提供する。
【解決手段】タイヤが装着されるホイールの数値解析用のホイールモデルを作成するための方法であって、ホイールの固有振動数を入力する工程と、ホイールを有限個の要素で離散化したホイールモデルを入力する工程と、ホイールモデルの第1部分を形成する第1要素に、剛体としての材料特性を定義する工程と、ホイールモデルの第2部分を形成する第2要素に、弾性体としての材料特性を定義する工程と、ホイールモデルの固有振動数を計算する第1計算工程と、ホイールの固有振動数と、ホイールモデルの固有振動数との差を計算する第2計算工程と、固有振動数の差が小さくなるように、第2要素の材料特性を変更する修正工程と、実行する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
タイヤが装着されるホイールの数値解析用のホイールモデルを作成するための方法であって、
前記ホイールの固有振動数を、コンピュータに入力する工程と、
前記ホイールを有限個の要素で離散化したホイールモデルを、前記コンピュータに入力する工程と、
前記有限個の要素のうち、前記ホイールモデルの第１部分を形成する第１要素に、剛体としての材料特性を定義する工程と、
前記有限個の要素のうち、前記ホイールモデルの第２部分を形成する第２要素に、弾性体としての材料特性を定義する工程とを含み、
前記コンピュータが、
前記有限個の要素に前記材料特性が定義された前記ホイールモデルの固有振動数を計算する第１計算工程と、
前記ホイールの固有振動数と、前記ホイールモデルの固有振動数との差を計算する第２計算工程と、
前記差が小さくなるように、前記第２要素の材料特性を変更する修正工程とを実行する、
ホイールモデルの作成方法。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記コンピュータが、前記差が予め定められた閾値以下となるまで、前記第１計算工程、前記第２計算工程及び前記修正工程を繰り返す、請求項１に記載のホイールモデルの作成方法。
【請求項３】
前記ホイールは、車両のハブ軸に取り付けられるハブ部を含み、
前記第１部分は、前記ハブ部の少なくとも一部を含む、請求項１に記載のホイールモデルの作成方法。
【請求項４】
前記ホイールは、前記タイヤのビードが装着されるリム部と、前記リム部と前記ハブ部との間を延びるスポーク部とを含み、
前記第２部分は、前記リム部の少なくとも一部及び前記スポーク部の少なくとも一部を含む、請求項３に記載のホイールモデルの作成方法。
【請求項５】
前記修正工程は、前記第２要素の材料特性のみを変更する、請求項１に記載のホイールモデルの作成方法。
【請求項６】
前記ホイールと、前記ホイールに装着される前記タイヤとの組立体のシミュレーション方法であって、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の作成方法で作成された前記ホイールモデルを、前記コンピュータに入力する工程と、
前記タイヤを有限個の要素で離散化したタイヤモデルを、前記コンピュータに入力する工程とを含み、
前記コンピュータが、
前記タイヤモデルを前記ホイールモデルに装着した組立体モデルを設定する工程と、
前記組立体モデルを用いた転動解析を行って、前記組立体の振動特性を計算する工程とを実行する、
ホイールとタイヤとの組立体のシミュレーション方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールモデルの作成方法及びシミュレーション方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、ホイール等の構造物をモデリングするための方法が提案されている。この方法では、構造物を有限個の要素に分割した構造物モデルを作成するステップと、構造物と構造物モデルとの所定の振動モードにおける固有振動数が略同一となるように、各要素又は要素群の弾性率あるいは質量密度の少なくともいずれか一方を変化させるステップとを含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００５－１５３７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の方法では、固有振動数が略同一となるように弾性率等を変化させることで、実際の構造物の振動特性に近似する構造物モデルを作成することができる。しかしながら、弾性率等の調整に、多くの時間を要するという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、実際のホイールの振動特性に近似するホイールモデルを、短時間で作成可能な方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、タイヤが装着されるホイールの数値解析用のホイールモデルを作成するための方法であって、前記ホイールの固有振動数を、コンピュータに入力する工程と、前記ホイールを有限個の要素で離散化したホイールモデルを、前記コンピュータに入力する工程と、前記有限個の要素のうち、前記ホイールモデルの第１部分を形成する第１要素に、剛体としての材料特性を定義する工程と、前記有限個の要素のうち、前記ホイールモデルの第２部分を形成する第２要素に、弾性体としての材料特性を定義する工程とを含み、前記コンピュータが、前記有限個の要素に前記材料特性が定義された前記ホイールモデルの固有振動数を計算する第１計算工程と、前記ホイールの固有振動数と、前記ホイールモデルの固有振動数との差を計算する第２計算工程と、前記差が小さくなるように、前記第２要素の材料特性を変更する修正工程とを実行する、ホイールモデルの作成方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のホイールモデルの作成方法は、上記の工程を採用することで、実際のホイールの振動特性に近似するホイールモデルを、短時間で作成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
ホイールモデルの作成方法を実行するためのコンピュータ１の一例を示す斜視図である。
ホイールの一例を示す斜視図である。
ホイールの部分断面図である。
ホイールモデルの作成方法の処理手順を示すフローチャートである。
加速度応答と周波数との関係を示すグラフである。
ホイールモデルを示す斜視図である。
（ａ）、（ｂ）は、リム部の曲げ２次モードでのホイールモデルの変形状態を示す図である。
（ａ）、（ｂ）は、リム部の倒れモードでのホイールモデルの変形状態を示す図である。
リムフランジ部の左右並進モードでのホイールモデルの変形状態を示す斜視図である。
本発明の他の実施形態のホイールモデルの作成方法の処理手順を示すフローチャートである。
組立体の正規状態におけるタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。
ホイールとタイヤとの組立体のシミュレーション方法の処理手順を示すフローチャートである。
組立体モデルの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態が図面に基づき説明される。図面は、発明の内容の理解を助けるために、誇張表現や、実際の構造の寸法比とは異なる表現が含まれることが理解されなければならない。また、各実施形態を通して、同一又は共通する要素については同一の符号が付されており、重複する説明が省略される。さらに、実施形態及び図面に表された具体的な構成は、本発明の内容理解のためのものであって、本発明は、図示されている具体的な構成に限定されるものではない。
【００１０】
本実施形態のホイールモデルの作成方法（以下、「作成方法」ということがある。）では、タイヤが装着されるホイールの数値解析用のホイールモデルが作成される。このホイールモデルは、例えば、コンピュータを用いたシミュレーションに用いられ、ホイールとタイヤとの組立体の振動特性等が計算されうる。
（【００１１】以降は省略されています）

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