Traditionally, tire made a role of function, which is supporting vehicle load, making brake, transferring traction, etc. But tire is a part of vehicle design, nowadays. In accordance with this market trend, customers need a wide tread design tire (i.e. low series tire). Generally low Series Tire means stiffer than general tire. That brings out increasing road noise. (Especially tire cavity resonance noise) Tire noise is divided in structure home noise and air borne noise. Tire cavity resonance noise (structure home noise) come from vibration between tire and vehicle. In the study, we investigated that tire cavity resonance noise is affected by stiffness of tread and sidewall.
The tread pattern of tire is represented by a great number of design factors, such as groove breadth of circumference direction, breadth direction, rib breadth, block length, kerfs, tread breadth and tread radius, etc. It is not efficient in time and cost to analyze the rolling resistance for a great number of real tread pattern, because It requires lots of pattern forming handwork. In order to optimize tread pattern for rolling resistance, the experiment is planed and analyzed by Taguchi's robust design methods. We identified the important design factors for Rolling Resistance, determined the optimal condition and calculated prediction value which is related. Using the experiment data and the analyzed data, we developed the program which could predict Rolling Resistance. It is expected that time and cost may be reduced in designing and developing new tire tread pattern.
While contacting directly with ground, the tire tread part is in shape of complex patterns of variable ASDs(anti-skid depth) for various tire performances. However, owing to the painstaking mesh generation job and the extremely long CPU-time, conventional 3-D tire analyses have been performed by either neglecting tread pattern or modeling circumferential grooves only. As a result, such simplified analysis models lead to considerably poor numerical expectations. This paper addresses the development of a systematic 3-D mesh generation of tires considering the detailed tread pattern. Basically, tire body and tread meshes are separately generated, and then both are to be combined. For the systematic mesh generation, which consists of a series of meshing steps, we develop in-house subroutines which utilize the useful functions of I-DEAS solid modeler. The detailed pattern mesh can be imparted partially or completely.
The finite element analysis of tires has been conventionally performed by either neglecting tread pattern or modeling only circumferential grooves. Besides, the tire analysis has been mainly limited to static or steady state rolling analysis. In this paper, a transient dynamic analysis of a patterned tire rolling over a cleat with an explicit finite element program is presented. The patterned tire with detailed tread blocks is modeled by a systematic mesh generation procedure, in which tire body and tread pattern meshes are separately generated in the beginning and then both meshes are combined by the tie constraint method. The cleat impact analysis is conducted by using both the patterned tire and the smooth tire models to predict the cleat enveloping characteristics. It is seen that the analysis results of the patterned tire model are in a good agreement with the experimental results.
자동차 타이어의 트레드는 노면과 직접적으로 접촉하며 제동력, 구동력, 소음 등 중요한 역할을 한다. 트레드는 많은 그루브로 이루어져 있는데 고무의 형상을 형성하는 가류 공정에서 불량이 발생하게 되면 트레드의 기능이 저하되어 자동차 성능의 문제로 이어지게 된다. 본 논문은 CAE 해석을 통하여 가류 공정 중 구체적인 고무의 흐름을 분석하였다. 트레드 형상에 따라 고무 흐름의 편차가 발생하기 때문에 형상에 따른 트레드의 고무가 금형에 접촉되는 순서와 속도 그리고 고무의 흐름을 관찰하였다. 트레드의 형상에 따라서 고무가 금형에 안착되는 양상이 다르게 나타났으며 고무의 흐름에 큰 변화를 주는 것을 확인할 수 있었다.
This paper presents the case studies on the friction related wears of an automotive tire, which is strongly connected to the safety and comfort of a driver during a running of a car. Wear scars of a tire tread are affected by various causes such as an air pressure, a wheel alignment, a driving speed, road conditions, starting and braking habits of a driver. The data were collected from used tires for a replacement at the car service center. Most of the wear problems came from the improper repair and adjustment of revolving components, which cause an unbalanced wear of a tread part of a tire. Thus, the regular checking of a tire radically reduces the wear scars of a tire and may increase a driving safety and a fuel economy of a car and a wear life of a tire.
Nowadays concrete pavement is increasing, since it is more durable than asphalt pavement. And the concrete pavement with lateral rain groove may induce high level of concrete whine noise as pure tone. In this paper, the design factor for good concrete whine noise is considered in view of tire pattern and structure design. In respect of tire pattern design, the tire having a cap tread with high center part stiffness and low shoulder part stiffness shows best concrete whine noise performance. And in respect of tire structural design, the tire with a thick center part of cap tread and low tread part stiffness show best concrete whine noise performance.
Low molecular weight liquid butadiene rubber (LqBR) is a processing aid that can resolve the migration problem of tire tread compounds. Various studies are being conducted to replace the petroleum-based processing oil with LqBR. However, the effect of the loading time of LqBR in the compounding process on silica dispersion and vulcanizate properties is not well known. In this study, we analyzed silica dispersion, vulcanizate properties, and viscoelastic properties of silica-filled tire tread compound according to the processing aid type (TDAE oil, non-functional LqBR) and, silane terminated LqBR) and input timing. In the non-functional LqBR compounds, the 'with TESPT' mixing procedure showed excellent dynamic viscoelastic properties while silane-terminated LqBR compounds showed that the 'after TESPT' mixing procedure was good for 300% modulus and abrasion resistance.
The new numerical procedure for hydroplaning has been developed by considering the following three important factors; fluid/structure interaction, tire rolling, and practical tread pattern. The tire was analyzed by FEM with Lagrangian formulation and the fluid is analyzed by FVM with Eulerian formulation. Since the tire and the fluid are modeled separately and their coupling is automatically computed by the coupling element, the fluid/structure interaction of the complex geometry such as the tire with the tread pattern can be analyzed practically. We verified the predictability of the hydroplaning simulation in the different parameters such as the water flow, the velocity dependence of hydroplaning, and the effect of the tread pattern on hydroplaning. In order to predict the streamline in the contact patch, the procedure of the global-local analysis was developed. Since the streamline could be predicted by this technology, we could develop the new pattern in a short period based on the principle; "make the stream line smooth".
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[게시일 2004년 10월 1일]
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