提出一种高效的复杂花纹轮胎有限元网格划分方法。基于MATLAB开发胎面轮廓轴向映射程序,依据保角映射原理将曲面形态的胎面转换为平面,在CATIA软件中根据花纹平面展开图剖切花纹,使用ABAQUS/CAE软件根据节距模型的结构特征进行分区,实现自动划分形状规则的六面体网格。开发轴向和周向还原计算程序将单个节距花纹模型进行几何还原后,根据节距排列规则实现整个轮胎花纹节距网格的自动排序。结果表明,通过程序将胎面外表面转换为平面,采用多软件组合方法可大幅提升复杂花纹剖切效率和六面体网格划分效率。

针对轮胎运动过程中的生热问题,建立295/80R22.5型全钢子午线轮胎温度场有限元模型。使用ABAQUS的稳态传输功能,分析轮胎在80km/h速度下的稳态滚动,获得轮胎模型中各单元的应力应变;使用MATLAB编写程序计算橡胶单元生热率,编写ABAQUS用户子程序为轮胎温度场模型定义热源;为温度场模型定义热边界条件,仿真计算轮胎温度场。结果表明：在80km/h工况下,295/80R22.5型全钢子午线轮胎的胎面和胎侧温度与实验结果基本一致;仿真结果得出高温区域出现在胎面和胎肩部位,适当增加2号带束层和3号带束层间带束胶的厚度能降低轮胎最高温度。

针对车辆高速耐久工况下轮胎带柬端部的脱层破坏现象，使用有限元仿真分析方法进行疲劳寿命研究。首先为295／80R22．5型号栽重子午线轮胎建立两种不同设计方案的有限元模型，采用ABAQUS全局一局部模型技术并利用等效区域围道积分法（EDI）计算局部模型裂纹尖端的能量释放率。然后通过Paris疲劳裂纹扩展速率公式，结合能量释放率预测轮胎带束端部的疲劳寿命。仿真结果证明，两种设计方案的疲劳寿命变化趋势与设计经验一致，表明基于断裂力学的疲劳寿命仿真分析方法可有效应用于轮胎带束部位的疲劳破坏寿命预测。