轮胎截面的成形方法技术

一种轮胎截面的成形方法包括：设定轮胎目标性能；将确定接地压力的变量设为设计变量并使用截面形状优化过程，获得优化了接地压力的轮胎截面；和将确定轮胎刚性、张力和应力的变量设为设计变量并使用截面形状优化过程，获得优化了刚性、张力和应力的轮胎截面，截面形状优化过程包括：一、根据轮胎目标性能，输入基本信息、设计变量和目的函数；二、基于基本信息、设计变量和目的函数，由截面形状自动设计过程生成轮胎截面第一形状；三、根据第一形状，由截面形状自动网格过程生成轮胎截面第二形状；四、将第二形状的有限元分析结果值与目标性能比较，若不满足则变更步骤一的设计变量，再次从步骤二开始执行，若满足则获得最优的轮胎截面并结束。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于预测轮胎的性能的，更详细地说，涉及可以通过使自动化，对由设计变量的各种变更所形成的结果进行比较、分析，来缩短求出最优的设计方案的时间的用于预测轮胎的性能的。
技术介绍
为了满足轮胎的转弯、摩损、耐久等的各种各样的性能，CAD(计算机辅助设计；Computer Aided Design)及CAE(计算机辅助工程；Computer Aided Engineering)在设计阶段担当着重要的作用。CAD提供制造前的设计方案，CAE对设计方案的结果进行预测、判断并提示合适的设计方案。图I是表示现有的轮胎设计方法的流程的图。如图I所示，现有的轮胎设计由以下阶段构成，即在采用CAD系统生成轮胎截面形状后，为了判断轮胎截面形状是否适于目标性能，采用有限元分析法(FEM)生成网格(mesh)并在分析后判断结果。在分析结果与目标性能不匹配的情况下，反复进行改变截面形状并生成、分析网格的生成以及判断结果的过程。这种方法存在设计时间和费用取决于设计者的经验、技术诀窍的问题。另外，存在难以判断设计者所导出的设计方案是否最适于目标性能的问题。为了改善这些问题，提出了将有限元分析法和优化(Optimization)技术结合来导出截面形状的方法(韩国公开专利公报第二 009-0067709号及日本公开专利公报2009-269557号)。但是，为了有效地运用所述专利技术，需要用于获得使截面形状自动化的技术和合适的设计方案的优化方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，通过提供自动设计轮胎截面的形状并执行自动网格的过程以及提供用于获得与目标性能匹配的截面形状的优化过程，从而可以缩短设计时间、节省费用。另外，本专利技术的目的是提供一种，通过使自动化，即使设计者变更也可以导出相同的结果，据此，容易地对由设计变量的各种变更而形成的结果进行比较、分析。本专利技术的的特征在于包括设定轮胎的目标性能的步骤(S100);通过将确定轮胎的接地压力的变量设定为设计变量并使用截面形状的优化过程，来获得优化了轮胎的接地压力的轮胎的截面的第一优化步骤(S200);以及通过将确定轮胎的刚性、张力和应力的变量设定为设计变量并使用所述截面形状的优化过程，来获得优化了轮胎的刚性、张力和应力的轮胎的截面的第二优化步骤(S300)， 所述截面形状的优化过程包括根据所述轮胎的目标性能，输入基本信息、设计变量和目的函数的第一步骤(Sio);根据在所述第一步骤中输入的基本信息、设计变量和目的函数，利用截面形状的自动设计过程生成轮胎截面的第一形状的第二步骤(S30);根据所述第一形状，利用截面形状的自动网格过程生成轮胎截面的第二形状的第三步骤(S50)；以及将对于所述第二形状的有限元分析获得的结果值与所述目标性能进行比较，在不满足的情况下变更在所述第一步骤中输入的设计变量，再次从所述第二步骤开始执行，而在满足的情况下获得最优的轮胎截面并结束的第四步骤(S70)。本专利技术的的特征在于，所述截面形状的自动设计过程包含基于所述基本信息形成胎面(tread)弧(are)的步骤(S31);通过考虑内部构件的规格而将所述胎面弧偏移，来形成第一带束层弧的步骤(S32);通过考虑贴胶规格而将所述第一带束层弧偏移，来形成第二带束层弧的步骤(S33);通过考虑所述顶覆规格和所述第二带束层弧而将所述第一带束层弧偏移，来形成补强带束层弧的步骤(S34);通过考虑所述第二带束层弧的厚度、所 述补强带束层弧的厚度及下胎面规格而将所述第一带束层弧偏移，来形成花纹沟底弧的步骤(S35);通过考虑所述贴胶规格而将所述第一带束层弧偏移，来形成带束层部的C/C弧的步骤(S36);根据C/C平衡形状理论形成侧壁部的C/C弧的步骤(S37);以所述侧壁部的C/C弧和钢丝圈的内侧上端点形成切线的方式形成胎圈护胶内侧部的C/C弧的步骤(S38);考虑所述胎圈护胶的终端点和所述胎圈护胶的厚度，来形成胎圈护胶外侧部的C/C弧的步骤(S39);以所述侧壁部的C/C弧的切点为基准，分上下部地形成侧壁弧的步骤(S40);通过将所述带束层部的C/C弧、所述侧壁部的C/C弧及胎圈护胶内侧部的C/C弧偏移来形成内衬层弧的步骤(S41);按照轮胎的规格，以直线构成钢丝圈的步骤(S42);以及在由所述步骤(S31 S42)形成的所述轮胎的截面为非对称的情况下，在相反一侧再次应用从所述胎面弧形成步骤(S31)开始的步骤，而在对称的情况下结束设计，导出所述轮胎截面的第一形状的步骤(S43)。本专利技术的的特征在于，所述截面形状的自动网格过程包括在所述胎面弧上分配节点的步骤(S51);在基于所述胎面弧并通过偏移而形成的弧上分配与所述胎面弧的节点个数相同的节点的步骤(S52);在所述侧壁部的C/C弧和所述侧壁弧上分配节点的步骤(S53);在所述胎圈护胶的内外侧弧上，与所述胎圈护胶的长度相同地分配节点的步骤(S54);在所述内衬层弧上分配与所述带束层部的C/C弧、所述侧壁部的C/C弧和所述胎圈护胶内侧部的C/C弧的节点个数相同的节点的步骤(S55);以及对于偏移关系成立的弧，选择对应的节点在逆时针方向上生成四边形元素的步骤(S56)，而对于偏移关系不成立的弧，利用非偏移元素形成算法来生成元素，来获得所述轮胎截面的第二形状的步骤(S57)。附图说明图I是现有的轮胎截面的设计方法的流程图。图2是本专利技术的的流程图。图3是本专利技术的截面形状的自动设计过程的流程图。图4是具体地说明本专利技术的截面形状的自动设计过程中的弧连结方法的图。图5是表示根据本专利技术的一个实施例的由截面形状的自动设计过程设计的轮胎截面的图。图6是具体地表示根据本专利技术的另一个实施例的截面形状的自动设计过程中胎圈护胶部的C/C弧设计阶段的图。图7是本专利技术的截面形状的自动网格过程的流程图和各阶段中的网格形成过程的8a用于说明根据本专利技术的一个实施例的截面形状的自动网格过程中的元素生成的图。图Sb是表示通过本专利技术的截面形状的自动网格过程生成元素的过程的图。具体实施例方式以下，参照示例附图详细说明本专利技术的各个实施例。图2是本专利技术的的流程图。如图2所示，大致分为设定轮胎的目标性能的步骤(SlOO);将确定接地压力的变量输入作为设计变量，使用截面形状的优化过程，导出优化了轮胎的接地压力的轮胎的截面的第一优化步骤(S200);通过将确定由第一优化步骤(S200)导出的接地压力的变量输入作为固定值，输入确定刚性、张力和应力的变量作为设计变量，并再次使用截面形状的优化过程，来获得优化了轮胎的刚性、张力和应力的轮胎的截面的第二优化步骤(S300)。这里，在优化了的轮胎截面的成形中使用的截面形状的优化过程由如下步骤构成。首先，执行第一步骤(SlO):在确定目标性能后，按照用于控制接地压力的轮胎的开发规格输入基本信息、设计变量和目的函数。接着，执行第二步骤(S30):基于在第一步骤(SlO)中输入的基本信息、设计变量和目的函数并采用截面形状的自动设计过程，来生成轮胎截面的第一形状。接着，执行第三步骤(S50):基于第一形状，利用截面形状的自动网格过程来生成轮胎截面的第二形状。接着，执行第四步骤(S70):对于第二形状，利用有限元分析来将成形的轮胎截面的性能与目标性能进行比较，判断是否满足，在不满足的情况下变更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：金相协，
申请(专利权)人：韩国轮胎株式会社，
类型：发明
国别省市：