[发明专利]轮胎噪音性能的模拟方法及生产轮胎的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟方法，其可用于以令人满意的精度评估轮胎的噪音性能；以及一种生产轮胎的方法。

背景技术

传统上，轮胎的研发进行了经由制备模型、测试模型、和基于测试结果来制备所研发模型的重复工作。这一方法存在的问题是模型的制造及其测试需要大量时间和成本。近年来，为了克服这一问题，已经提出了这样的方法：使用计算机装置模拟应用数据分析技术例如有限元法以在无需制造模型轮胎的情况下在一定程度上预测并分析轮胎的性能(例如，参考下列参考文献1)。

然而，几乎所有通过上述计算机装置模拟的分析都仅仅涉及在运行时作用在轮胎上的力，例如来自前方、后方、上方、下方和侧面的力，以及涉及变形度例如应变。因此，还没有涉及噪音性能的具体文献。

[专利文献1]

日本专利申请公布：No.2002-7489.

发明内容

本发明要解决的技术问题

考虑到上述情况做出了本发明。本发明的主要目的是提供一种轮胎噪音性能的模拟方法，其能够以令人满意的精度评估轮胎在运行时产生的噪音；以及提供一种利用该模拟方法制造轮胎的方法，本发明基于如下步骤：使用轮胎模型进行滚动模拟，该轮胎模型具有设置了胎面花纹沟的胎面模型部分；获得包括胎面花纹沟的胎面模型部分的变形状态；使用胎面模型部分的表面坐标值确定胎面模型部分周围的声音空间区域；以及使用声音空间区域进行空气动力模拟。

解决问题的方法

根据本发明的第一部分，使用计算机装置模拟轮胎噪音性能的方法包括如下步骤：使用有限数量的单元(elements)构建轮胎模型，该轮胎模型具有设置了至少一个胎面花纹沟的胎面模型部分；使用有限数量的单元构建路面模型；进行滚动模拟，以使轮胎模型在路面模型上至少行驶沟槽接地滚动距离(groove-grounded rolling distance)，其中胎面花纹沟在路面模型上接地并滚动；按时间序列，获得胎面模型部分在沟槽接地滚动距离内的表面坐标值；设定胎面模型部分周围的声音空间区域，该声音空间区域具有基于获得的胎面模型部分的表面坐标值而变化的形状；以及使用声音空间区域进行空气动力模拟。

根据本发明的第二部分，用于生产充气轮胎的方法包括如下步骤：进行本发明的第一部分中所述的模拟方法；基于模拟方法中使用的轮胎模型的胎面模型部分，设计胎面花纹；以及通过硫化模制具有所述胎面花纹的轮胎。

本发明的效果

轮胎运行时的噪音较大地受如下因素的影响：例如胎面花纹沟开始接触路面或离开路面时产生的内沟槽气压变化，以及在胎面花纹沟与路面接触时胎面部分的表面振动。考虑到这些，在根据本发明的具体实施方式的轮胎噪音性能的模拟方法中，具有设置了胎面花纹沟的胎面模型部分的轮胎模型被使用以进行至少经过沟槽接地滚动距离的滚动模拟，其中胎面花纹沟在路面模型上接地并滚动。然后，按时间序列，由滚动模拟的结果获得胎面模型部分的表面坐标值；使用坐标值确定胎面模型部分周围的声音空间区域；以及使用声音空间区域进行空气动力模拟。这使得如下变形可被合并：比如空气动力模拟中声音空间区域的变形、胎面花纹沟接地及离地(opening)引起的变形、胎面花纹沟与路面接触时胎面部分表面的变形，以及类似的变形。因此，本发明的第一部分能够精确地计算或评估轮胎运行时产生的噪音。

根据本发明的第二部分，能够以令人满意的效率生产噪音性能出色的充气轮胎。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的模拟方法中用于计算的计算机装置的普通透视图。

图2所示为根据本发明具体实施方式的模拟方法中的典型处理步骤的流程图。

图3是可视化轮胎模型的普通透视图。

图4是可视化轮胎模型和可视化路面模型处于彼此接触状态的局部透视图。

图5是使轮胎模型和路面模型的接触可视化的侧视图。

图6(a)是一具体实施方式的声音空间区域的正视图，图6(b)是声音空间区域的侧视图。

图7显示另一具体实施方式的声音空间区域：图7(a)是侧视图并且图7(b)是透视图。

图8是另一个具体实施方式的声音空间区域的透视图。

图9(a)和9(b)是用于说明声音空间区域中的内沟槽区域和主要区域的互补计算(complementary calculation)的示意图。

图10是另一具体实施方式的轮胎模型的普通透视图。

图11是作为模拟结果的观测点处气压和时间之间关系的曲线图。

图12是作为模拟结果的侧沟处气压和时间之间关系的曲线图。