ユーザ事例 | 丸紅情報システムズ株式会社

以下の試験の目的は、最大300km/hまでの高速走行時における自動車用タイヤの速度に依存した変形を測定することです。

さまざまな速度時のタイヤ側面の変位や歪みを全体的に測定します。
測定対象の表面に完全な幾何学的変形解析を可能にするために、ARAMISを使用しました。いずれかの負荷が加えられた条件でのタイヤ表面の三次元座標と、それぞれの絶対的な三次元変位だけでなく、表面の明確なプレーンストレインも見ることができます。


図1: ランダムなパターンのタイヤ（画像をクリックすると拡大図がご覧になれます）	図2: セットアップの概略図 (ARAMIS + 高性能フラッシュ) （画像をクリックすると拡大図がご覧になれます）

回転タイプテスト台ではタイヤは予め決められた車輪の傾斜角と圧力でドライブローラーに押し付けられます。タイヤの回転速度はドライブローラーの回転速度によって制御されます。測定システムは、タイヤ全体が測定容量の範囲内になるようにセットアップされています。
高速回転時の測定を成功させるためには、極めて短い発光時間を必要とするため特別なフラッシュを用いています。これにより、撮影時間内のタイヤの動きがシステムの解像度よりも小さくなります。
基準状態としては、タイヤは静止していて圧力が加えられていない状態で記録されます。タイヤに圧力が加えられると、求められている変形の状態がさまざまな速度で記録されます。画像の記録とフラッシュとの同期化は、テストスタンドによって送信されるトリガ信号を用いて行われます。


図3: 測定システムとテスト機（画像をクリックすると拡大図がご覧になれます）	図4: 外部のトリガを用いた同期化（画像をクリックすると拡大図がご覧になれます）

タイヤの直径	約650mm
テスト速度	0...300km/h
測定容量	タイヤ全体、側面ビュー
格子パターン	タイヤにスプレーされた確率パターン
フラッシュデータ	2.5ジュール(600ns以内)

測定された値は、与えられた負荷の条件における同種の各ポイントの三次元座標で表されます。これらの座標を使用して、全体的な三次元の変位と歪みが特定されます。1つの例として、z方向の変位とメジャーストレインの結果を以下に示します。

0km/hでのz方向の変位の画像は、タイヤの接触面の領域における車輪の負荷により、タイヤの静的な膨らみが最大8mmであることを明確に示しています。最大200km/hまで速度を上げると、回転方向の膨らみの形状とサイズはほぼ一定のままになり、速度に依存する負のオフセット(遠心力による側壁のネッキング)によってのみオーバーレイされます。200km/h以上の速度では、接触ポイントに関するその他の動的な効果を定常波の形で検出できます(その振幅は回転方向に向かって減少)。速度を上げると、この効果の振幅、波長、および長さが回転方向に向かって増大し、290km/hでは外周全体がカバーされます。


図5: z方向の変位（画像をクリックすると拡大図がご覧になれます）	図6: メジャーストレイン（画像をクリックすると拡大図がご覧になれます）

検出されたメジャーストレインは接触ポイント付近で最大です。200km/h以上の速度では動的な影響を検出することができ、z方向の変位と同様に、測定された値は回転方向に向かって波形のように分布します。ここでも、その効果の振幅、波長、および長さは速度と共に増大し、290km/hで外周全体がカバーされます。