用于评估轮胎的轴向分割胎面区域的磨损的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于评估轮胎磨损的计算机实现的仿真方法和计算机系统，能够在轮胎的任意实际行驶条件下准确地评估胎面部分的每一个轴向分割胎面区域的磨损。
【背景技术】
[0002]在已知的轮胎技术中，轮胎特别是充气轮胎的胎面磨损包括各种不均匀磨损，诸如:冠磨损一一胎面冠部分的磨损多于其它部分；两侧肩磨损一一两肩部分磨损多于在其间的冠部分；单侧肩磨损一一胎面肩部分中的一个磨损多于其它部分；轨道磨损一一胎面在沿着圆周凹槽以两条平行线磨损等。
[0003]在日本专利申请公报N0.2001-1723(专利文献I)中，公开了一种用于预测轮胎磨损的方法。在该方法中，利用室内试验机器测量在几个测量条件下轮胎的磨损能。用于测量磨损能的该室内试验机器公开在日本专利申请公报N0.H8 (1996) -128937中，其中，磨损能的传感器在一个轴向位置上在轮胎圆周方向上成直线排列，并且试验轮胎在往复移动的平台上滚动。
[0004]因此，仅在一个轴向位置上测量磨损能，并且轮胎的滚动不连续。进一步，工作台的表面可能在很大程度上不同于实际路面。因此，难以准确地评估轮胎的磨损量。特别地，几乎不可能评估在不同轴向位置上出现在轮胎圆周方向上的上述不均匀磨损。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的目的是提供一种在任意行驶条件下能够准确地评估轮胎的每个轴向分割胎面区域的磨损的计算机实现的方法和计算机系统。
[0006]根据本发明，利用计算机评估轮胎的胎面部分的每个圆周胎面区域的磨损的方法，包含:
[0007]在计算机中定义由有限数量的单元组成并且包括各个圆周胎面区域的模型圆周胎面区域的轮胎的轮胎模型的程序；
[0008]利用计算机对轮胎模型在自由滚动、刹车、驱动和转弯的各个滚动状态下行驶进行仿真，以得到在每一个滚动状态下每一个模型圆周胎面区域的第一平均磨损能的程序；
[0009]相对于轮胎的特定的行驶模式，在所述计算机中定义在该行驶模式中发生的各个滚动状态的发生频率的发生频率定义程序；
[0010]利用计算机为每一个圆周胎面区域计算当轮胎根据行驶模式行驶时相关的圆周胎面区域的第二平均磨损能，从而相关的圆周胎面区域的模型圆周胎面区域在各个滚动状态下的第一平均磨损能分别被各个滚动状态的发生频率加权的程序；和
[0011]基于计算出的相关的圆周胎面区域的第二平均磨损能，利用计算机评估每一个圆周胎面区域的磨损的磨损计算程序。
[0012]磨损计算程序可以包括程序，该程序用于使用相关的圆周胎面区域的第二平均磨损能和构成相关的圆周胎面区域的橡胶材料的磨损指数计算每一个圆周胎面区域的评估磨损，其中磨损指数是橡胶材料的磨损的量与导致橡胶材料上磨损的磨损能的比值。
[0013]各个滚动状态的发生频率可以通过多重线性回归分析法基于模型圆周胎面区域的第一平均磨损能和通过轮胎行驶得到的圆周胎面区域的实际磨损量确定。
[0014]各个滚动状态的发生频率可以基于通过轮胎行驶得到的施加于轮胎的左右加速度的产生频率和通过轮胎行驶得到的施加于轮胎的前后加速度的产生频率确定。
[0015]根据本发明的一种计算机系统，该计算机系统包含用于评估轮胎的胎面部分中的每个圆周胎面区域的磨损的算术处理单元，其中，该算术处理单元包括:
[0016]轮胎模型定义部，该轮胎模型定义部用于定义由有限数量的单元组成并且包含各个圆周胎面区域的模型圆周胎面区域的轮胎的轮胎模型；
[0017]第一磨损能计算部，该第一磨损能计算部用于对轮胎模型在自由滚动、刹车、驱动和转弯的各个滚动状态下行驶进行仿真，并且得到在每一个滚动状态下每一个模型的圆周胎面区域的第一平均磨损能；
[0018]发生频率计算部，该发生频率计算部用于定义轮胎的特定的行驶模式中发生的各个滚动状态的发生频率；
[0019]第二磨损能计算部，该第二磨损能计算部用于计算当轮胎根据特定的行驶模式下行驶时计算每一个圆周胎面区域的第二平均磨损能，从而相关的圆周胎面区域的模型圆周胎面区域在各个滚动状态下的第一平均磨损能分别被各个滚动状态的发生频率计算；和
[0020]磨损量计算部，该磨损量计算部用于基于计算出的相关的圆周胎面区域的第二平均磨损能评估每一个圆周胎面区域的磨损。
【附图说明】
[0021]图1是实现作为本发明的实施例方法的计算机系统的框图。
[0022]图2是被用作通过该实施例中方法评估其磨损轮胎的实例的充气轮胎的截面图。
[0023]图3是显示充气轮胎的胎面部分展开的局部图。
[0024]图4显示作为本发明的实施例的方法。
[0025]图5显示其截面图被呈现的充气轮胎的数字轮胎模型。
[0026]图6显示图5所示的轮胎模型的胎面部分(对应于图3)。
[0027]图7是显示在路面模式的轮胎模型的图。
[0028]图8是该实施例中方法的第一磨损能计算程序的流程图。
[0029]图9是显示在自由滚动期间计算的磨损能分布的轮胎的地面接触印痕。
[0030]图10是该实施例中方法的发生频率定义程序的流程图。
[0031]图11是显示圆周凹槽和胎面边缘的实际磨损量的图。
[0032]图12是显示在每一个滚动状态下模型的圆周凹槽和胎面边缘的第一平均磨损能的图。
[0033]图13是该实施例中方法的磨损计算程序的流程图。
[0034]图14是作为本发明的另一实施例的方法的发生频率定义程序的流程图。
[0035]图15是显示左右加速度的产生频率的图。
[0036]图16是显示前后加速度的产生频率的图。
[0037]图17是显示评估磨损量和实际磨损量之间关系的图。
【具体实施方式】
[0038]现将结合附图详细描述本发明的实施例。
[0039]在根据本发明的方法中，当在各种状态下在路面上滚动时发生的轮胎2的磨损使用计算机系统IA评估。
[0040]在显示轮胎2的实例的图2中，轮胎2是充气轮胎，该充气轮胎包含:胎体6，该胎体6通过胎面部分2a和侧壁部分2b在胎圈部分2c的胎圈芯5之间延伸；和胎面加强带7，该胎面加强带7径向地配置在胎面部分2a中胎体6的外侧。胎体6由以相对于轮胎赤道C在75至90度范围内的角度径向地布置的绳的至少一个层6A组成，在这实例中仅一个层，该层片通过胎面部分2a和侧壁部分2b在胎圈部分2c之间延展并且从轮胎的轴向内侧至轴向外侧绕着在每一个胎圈部分2c中的胎圈芯5卷起以在其间形成一对卷起部分6b和主部分6a。
[0041]带7包括以相对于轮胎赤道C在10至35度的角度放置的绳的至少两个交叉的缓冲层7A和7B。
[0042]在主部分6a和每一个卷起部分6b之间，配置从胎圈芯5径向向外延伸的胎圈三角胶8。
[0043]胎面部分2a设置有胎面图案，该胎面图案包括至少一个圆周连续延伸凹槽9从而将胎面部分2a轴向分割成圆周胎面区域10。
[0044]在显示胎面花纹的实例的图3中，胎面部分2a设置有不止一个圆周凹槽9。在这实例中，圆周凹槽9包括:第一冠圆周凹槽9a，该第一冠圆周凹槽9a配置在轮胎赤道在轮胎轴线方向上的一侧SI上；第二冠圆周凹槽％，该第二冠圆周凹槽配置在轮胎轴线方向的另一侧S2上；第一肩圆周凹槽9c，该第一肩圆周凹槽配置在轮胎赤道在轮胎轴线方向上的侧SI ;和第二肩圆周凹槽9d，该第二肩圆周凹槽配置在轮胎轴线方向的侧S2上。因此，在该实例中的圆周胎面区域10包括:中心圆周胎面区域10a，该中心圆周胎面区域1a限定在凹槽9a和9b之间；第一中间圆周胎面区域10b，该第一中间圆周胎面区域1b在凹槽9a和9c之间配置在轮胎赤道C的侧SI上；第一肩圆周胎面区域10d，该第一肩圆周胎面区域1d在凹槽9c和胎面边缘2ta之间配置在轮胎赤道C的侧SI上；第二中间圆周胎面区域10c，该第二中间圆周胎面区域1c在凹槽9b和9d之间配置在轮胎赤道C的另一侧S2上；和第二肩圆周胎面区域10e，该第二肩圆周胎面区域1e在凹槽9d和胎面边缘2tb之间配置在轮胎赤道C的侧S2上。进一步，圆周胎面区域10设置有横向凹槽20。
[0045]在该说明书中，胎面边缘2t是当轮胎的外倾角为零时发生在轮胎的正常充气负载状态下的轮胎2的地面接触印痕的轴向最外边缘。
[0046]正常充气负载状态为轮胎安装在标准轮缘上并且被充气至标准压力并且负载标准轮胎载荷。
[0047]标准轮缘为在轮胎生产、售卖或使用的地区有效的标准组织，即，JATMA(日本和亚洲)、T&RA(北美洲)、ETRT0(欧洲)、TRAA(澳大利亚)、STR0(斯堪的纳维亚)、ALAPA(拉丁美洲)、ITTAC(印度)等轮胎官方批准或推荐的轮缘。标准压力和标准轮胎载荷是用于在空气压力/最大载荷表或类似列表中由相同组织规定的轮胎的最大气压和最大轮胎载荷。例如，标准轮缘为JATMA中规定的“标准缘”，ETRTO中的“测量缘”，TRA中的“设计缘”等。
[0048]标准压力为JATMA中的“最大气压”，ETRTO中的“充气压力”，TRA中“各种冷充气压力下轮胎载荷限制”表中给出的最大压力等。然而，对于客车轮胎的情况，标准压力一律定义为180kPa。标准载荷为JATMA中的“最大载荷能力”，ETRTO中的“载荷能力”，TRA中上述表给出的最大值等。
[0049]实现该实施例中方法的计算机系统IA包括计算机1，如图1所示，该计算机I包含:输入装置11，输出装置12，用于计算轮胎的物理量的算术处理单元13等等。对于输入装置1