マルチスケール解析タイヤの超弾性マルチスケール解析

  • 繊維強化したゴムを有する構造解析を検討している
  • 複合材の材料特性がわからず困っている
  • 繊維強化したゴムのミクロ構造の応答を評価したい

本事例では4つのステップで解析を行っています。

  1. ミクロモデル(ビード部、カーカス部)の数値材料試験
    様々な方向に荷重を与えた際の荷重と伸びの関係を評価します。
  2. 数値材料試験から材料モデルを同定
    図3の実線部分が、数値材料試験から得た結果を元に、Multiscale.Simが自動的に材料モデルを同定した結果です。この同定した異方性超弾性モデルをマクロモデルであるタイヤへ情報を流します。
  3. マクロモデル(タイヤ)で構造解析
    数値材料試験から同定した材料特性を用いて、マクロモデル(タイヤ)に強制変位を与えた際の応答を評価しました。
  4. ミクロモデル(ビード部、カーカス部)で局所化解析
    マクロモデル(タイヤ)の結果より局所化解析を行いミクロモデルの応答を評価しました。

解析モデル


図1

解析結果

ミクロモデル(ビード部)の数値材料試験で得られるひずみ応力

様々な方向に荷重を与えた際の荷重と伸びの関係を評価します。


図2

数値材料試験から材料モデルを同定(ビード部)

図2の実線部分が、数値材料試験から得た結果を元に、Multiscale.Simが自動的に材料モデルを同定した結果です。この同定したモデルをマクロモデルであるタイヤへ情報を流します。


図3

※カーカス部分も上記と同じような手順でモデルを算出します。
ここでは、割愛いたします。

数値材料試験結果よりマクロモデルとミクロモデルの構造解析

数値材料試験で算出した結果を均質化し、マクロモデル(タイヤ)で構造を評価しました。また、ミクロモデルの方も局所化解析を行い詳細な応答を評価しました。

効果

繊維方向を考慮した異方性超弾性モデルの利用することで、より現実に則したモデル化ができる。
マクロモデルとミクロモデルの両視点から構造解析の応答を評価できる。

解析種類

※この事例では、ANSYSに加えて以下のライセンスが必要です。
マルチスケール解析ツール Multiscale.Sim®


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