本文运用ABAQUS有限元分析软件,以12R22.5载重子午线轮胎为研究对象,首先通过轮胎力学变形分析、建立黏弹性损耗模型和生热模型三部分,实现轮胎稳态滚动生热的仿真分析,得到了轮胎温度场分布;然后以塑钢窗密封条为例,对其乙丙橡胶试样进行老化实验,建立老化寿命预测数学模型,预测其使用寿命,并对不同老化状态下的密封条进行力学分析;最后建立轮胎在不同温度下的热氧老化气体扩散及充气压力损失模型,对不同负荷下轮胎的充气压力损失进行模拟。首先建立12R22.5载重子午线轮胎有限元力学分析模型,得到标椎气压和载荷下轮胎各项指标的模拟值与实测值吻合很好,从而验证了力学模型的可靠性和准确性。利用ABAQUS隐式算法实现了轮胎的稳态滚动,利用橡胶动态力学性能测试的数据以及轮胎动态下应力、应变数据建立轮胎动态力学损耗模型,实现轮胎稳态过程生热温度场的仿真。在标准气压下以100 km/h速度行驶时,通过改变轮胎负荷,轮胎温度场高温区主要分布在胎肩、胎面和三角胶区域,轮胎内部温度最高点随着负荷的增加,从胎面中部逐渐向胎肩部位转移。当轮胎负荷低于标准载荷时,轮胎最高温度位于胎面中部花纹块部位;当轮胎负荷高于标准载荷时,温度最高点转移到胎肩部位。建立了轮胎稳态滚动状态下瞬态升温模型,轮胎行驶2 h左右,轮胎内部温度场达到最高,温度场处于平衡状态。通过对乙丙橡胶的老化试验,建立了塑钢窗密封条老化寿命预测模型。当塑钢窗密封条在环境温度35℃、老化程度临界值为0.7时,密封条的使用寿命为68.73年。对不同老化时间下的塑钢窗密封进行有限元仿真分析,随老化时间的延长,其静刚度逐渐增大,硬度增加,导致其弹性形变减小、密封性能变差,使用性能随老化时间的延长逐渐下降。将氧气在橡胶中的扩散过程可视化,并得到当氧气扩散达到稳态时轮胎各部位橡胶中的氧气浓度,其中内衬层部位的气体浓度最大,说明了内衬层起到保持轮胎气密性的重要作用。对标准气压下的轮胎进行充气压力损失进行模拟。当轮胎处于标准气压时,轮胎内压每月的充气压力损失率R值为1.53%。此外,还考察了轮胎达到100 km/h稳态滚动速度时,不同时间和负荷对轮胎充气压力损失的影响,发现充气压力损失与轮胎静止停放时相比明显提高,且随着载荷的增加,轮胎内部温度越高,轮胎气密性变得越来越差。