胎面磨损不仅直接影响轮胎使用寿命,同时关系到轮胎操纵、滑水、噪音等诸多使用性能。随着轮胎工业的发展,现代环保标准对轮胎的使用寿命要求也越来越高,胎面磨损性能越来越成为轮胎制造商、研究者和使用者密切关注的焦点。对胎面摩擦磨损特性的研究,目前仍主要依赖户外和户内的试验方法,然而传统试验研究方法成本高且研究周期长,因此迫切需要发展轮胎胎面磨损的有限元分析技术,减小研究成本和周期。本文就是在这一背景下针对这一课题进行了一些初步的研究。为准确地模拟和分析胎面磨损,本文引入接地压力、滑动速度和温度等相关因素对胎面摩擦磨损性能的影响,以ABAQUS软件为基础,形成了轮胎胎面磨损的有限元分析策略。对轮胎在自由滚动、侧偏、驱动、制动等典型工况下的胎面磨损进行了有限元计算。数值结果表明,胎面花纹磨损轮廓在不同工况下截然不同且磨损速率按自由滚动、侧偏、驱动、制动顺序变大。分析了胎面的不均匀磨损和不规则磨损特性。计算了轮胎在给定的简化路况下的整体磨损轮廓,该简化路况仅包含前述的五种典型工况。在模拟过程中,考虑到胎面磨损是随着行驶里程逐渐磨损的过程,使用增量步骤计算得到了轮胎在此路况下一定里程后的胎面磨损轮廓。随着在制动工况下滑移率的增加,胎面各花纹块滑动前端将出现接触大变形,同时胎面摩擦生热对摩擦磨损的影响将不可忽略。为进一步计算得到与胎面花纹块磨损相关的较准确的花纹块滑动变形受力分布,更准确地预报磨损,使用整体到局部的分析方法,进行了胎面花纹块滑动磨损的热力耦合有限元分析。结果显示,采用精细网格的局部花纹模型能反映出滑动前端卷曲大变形以及表面卷曲自接触的变形特征。通过与ABS制动状态下轮胎胎面花纹块磨损相似的磨损模拟分析,揭示了花纹块沿滑动方向的不规则磨损特征。