汽车高速轮胎动态特性试验台是测量汽车轮胎在高速(250km/h)状态下各种性能参数的实验设备。本文综述了国内外轮胎试验设备发展情况,采用现代设计技术对高速轮胎试验台进行了研究,主要是在确定一工位机械部件运动方案的基础上通过计算机辅助设计、有限元分析以及机械动态设计实现试验台一工位整体机械结构的三维实体建模及动态仿真、人字架结构的运动数值仿真和转鼓的动态设计。 本文首先从试验台一工位的具体工作要求入手,提出了满足一工位各种运动要求的两种机构运动方案。通过分析比较两种不同方案的机构简图,确定了较为理想的运动方案。在结构实现上,本文对一工位的重要机械部件进行了深入的研究:首先,通过Pro/Engineer Wildfire建立了试验台一工位各机械零部件的三维实体模型,利用Pro/E的运动仿真模块进行了各零部件的装配连接以及驱动方式的添加,实现了一工位整体机械结构的运动仿真;其次,基于静力学,通过有限元软件ANSYS的二次开发语言APDL进行了ANSYS命令流的编制,建立了人字架结构的参数化有限元模型,利用循环及分支语句提取了人字架侧倾运动过程中不同幅度的应力应变图象及重要位置的应力变化曲线图,实现了人字架结构的运动数值仿真;最后,通过ANSYS及Pro/MECHANICA对转鼓结构进行了动态设计,针对最初提出的几种转鼓结构方案分别进行有限元模态分析,得到不同结构形式下转鼓的低阶模态和振型,比较后确定了转鼓的结构形式,在此基础上分析了主要结构参数对转鼓动态特性的影响,最终确定了合理的转鼓结构参数。