タイヤは車の性能を左右する重要な柱であり、実際に車を地面とつないでいます。タイヤは、アスファルトにトルクとパワーを伝達する最後のコンポーネントですが、唯一のコンポーネントではありません。ある有名なタイヤ ブランドは、「マスタリーがなければ、パワーは無に等しい」というスローガンを掲げています。そのためには、タイヤには非常に深い研究が必要です。ナポリのフェデリコ 2 世大学からスピンオフした MegaRide は、その創設以来、さまざまなタイヤから最大限のグリップとパフォーマンスを引き出す方法に関心を持ってきました。
バーレーンで行われたF1プレシーズンテスト中、一部のタイヤ技術者がクルマがコースインする直前にタイヤに奇妙な銃の形をした工具を使用した。これはVESevoという新しい楽器です。タイヤの非破壊検査を実施し、その小さな秘密を明らかにする「銃」です。 MotoGP タイヤを研究するためにも開発されているため、すぐにパドックに到着する可能性があります。
まず第一に、なぜそのようなツールが必要なのかを自問する必要があります。車両力学において、コンパウンドの粘弾性に関する知識は、タイヤとアスファルトの接触力学をモデル化するための基礎となります。これにより、摩擦係数を評価・予測することが可能となり、安全性の観点からも車両の性能を把握することが可能となります。したがって、より多くの情報を取得すると同時に、より詳細に情報を得る可能性が得られます。
タイヤの挙動
粘弾性材料は、フックの法則に従う純粋な弾性材料と、粘性に関するニュートンの法則に従う純粋な粘性材料との間の中間的な挙動を示します。これは、応力を受けた材料が時間と温度の両方に応じて変形することを意味します。ハードウェアの応答は、要求と位相がずれて遅れます。変形に対する抵抗を表す応答解析関係は、2 つの要素の合計から構成される複雑なモジュールです。
貯蔵弾性率として知られる実部は、材料の弾性の尺度です。それはストレス時にエネルギーを蓄える能力に関連しています。虚数部は損失弾性率と呼ばれ、化合物が熱の形でエネルギーを放散する能力に関連しています。これらの量間の関係は損失係数と呼ばれます。後者のおかげで、車両の動的アプリケーションを分析できるようになります。前に述べたように、グリップだけでなくタイヤの摩耗も予測できます。
粘弾性特性は通常、非常に高価で複雑な実験室機器を必要とする技術である動的機械分析 (DMA) によって決定されます。さらに、DMA でテストするサンプルは正確な寸法と特性を持っている必要があり、何よりもタイヤを破壊して機能を失わせるサンプルをタイヤから採取する必要があります。したがって、タイヤのテストを実行することはできず、その後、バイクに装着してサーキットに送る必要があります。
例：3つの消しゴムの比較
まず、粘弾性挙動の予備的な指標を定義する必要があります。これは、特定の温度範囲における、VESevo 内のロッドとトレッドの間の最初の接触の前後の運動エネルギーの変化を表します。運動エネルギーは運動する物体が持つエネルギーであり、速度の二乗に比例します。
Megaride 氏は、この指数が粘弾性による散逸の本質的な概念との物理的一貫性と、利用可能な損失係数参照曲線への適切な適応のため、この予備分析に選択されたと説明しています。
上の図では、3 つのタイヤ (A、B、C) の 3 つの基準ゴムの粘弾性指数に関するデータとその調整曲線を温度の関数として観察しています。この傾向は、2 番目のグラフで企業秘密に対して正規化された損失係数の傾向と良好な相関関係を示しています。
最大のエネルギー損失が発生するガラス転移温度に対応するピークが観察されます。一方、タイヤ C は他方よりも高い損失係数ピークを特徴としているように見えます。一方、タイヤ B はガラス転移温度が最も低いようで、曲線は他の 2 つと比較して左にシフトしています。ガラス転移温度は、それを下回るとガラス状の挙動が起こる温度を表します。つまり、分子の動きが「凍結」し、すべてが孤立した原子の単純な振動に限定されますが、それ以上のことはありません。
このファイルの 2 番目の部分では、VESevo ガンを使用してタイヤ トレッドの粘弾性を特徴付けることがどのように可能になるかを見ていきます。
