インテリジェントタイヤシステムに向けた予測メンテナンスのための新しい数学的モデルの開発とシミュレーション

科学分野:

• 車両ダイナミクスと制御
• 材料科学と工学
• 計算力学

背景:

• 車両の性能はタイヤと路面の相互作用に大きく依存しており、正確なタイヤモデリングが必要です。
• 電気自動車（EV）は、バッテリー重量と瞬時トルクにより、摩耗の増加（20〜30％）など、タイヤに特有の課題をもたらします。
• 埋め込みセンサーを備えたインテリジェントタイヤシステムは、高度な車両制御と診断に不可欠なリアルタイムデータを提供します。

研究 の 目的:

• インプレーンタイヤダイナミクスのモデリングのための新しい物理的解析アプローチを導入すること。
• 変形と力との関係に焦点を当てた、インテリジェントタイヤシステムの理論的基盤を確立すること。
• タイヤの挙動と摩耗を予測するための計算効率の高い方法を提供すること。

主な方法:

• タイヤの変形（ラジアルおよびカーカスひずみ）と力を結びつける物理的解析モデルを開発しました。
• ひずみベースのシミュレーションとフレキシブルリングモデルを使用してタイヤパラメータを決定しました。
• ラジアル変形データをシミュレーション結果と一致させてモデルを検証しました。

主要な成果:

• 提案された数学的モデルは、カーカスひずみと変位に基づいて、インプレーンタイヤダイナミクスを正確に記述します。
• タイヤパラメータは、実験的変形データをシミュレーションと統合することによって効果的に決定されました。
• このモデルは、従来の数値法と比較して計算労力を大幅に削減します。

結論:

• この研究は、インテリジェントタイヤシステムのための堅牢な理論的枠組みを提供します。
• 開発されたモデルは、摩耗や寿命を含むタイヤ性能予測の精度を高めることができます。
• このアプローチは、摩耗推定アルゴリズムの潜在的な直接的な指標を提供し、予測メンテナンスを支援します。