随着汽车工业的发展，对高性能轮胎的研究已成为十分活跃的研究领域，也引起了世界各国的高度重视。汽车轮胎的子午化是我国轮胎工业产品升级换代的方向。为轮胎设计与生产提供先进技术被列为国家“九五”攻关重点项目。因此对于高性能轮胎的研究具有很大的经济效益与社会效益。同时，轮胎的研究内容涉及材料学、力学、机械工程等多个学科，特别是轮胎材料、轮胎的大变形以及轮胎与路面的接触等均为强非线性问题，因而对轮胎结构设计与性能仿真的研究是极富挑战性的课题。 本文对国内外轮胎设计理论的发展过程，特别是近十几年来建立在有限元分析基础上的轮胎结构设计理论研究成果做了比较详细的综合叙述。 在本文的研究过程中，对用于轿车子午线轮胎的三大类11种材料的物性数据进行了测试，并根据实际情况确定了各种材料的本构关系数学模型。 在轮胎结构设计CAD中，本文提出了一种规划轮廓曲线形状的数字化方法。该方法大大增加了轮廓设计的自由度，并可与FEM模块很好地结合起来，而且还可有效地控制轮胎模型的有限单元总数，从而为快速求解和数据处理创造了十分方便的条件。 在此基础上，提出了一套能够在微机上高效运行的子午线轮胎“动态仿真综合分析系统CASDS(Comprehensive Analysis System by Dynamic Simulation)”。本文中利用该系统模拟了轮胎充气工况、充气且高速旋转工况的轮胎变形情况及应力应变情况；模拟了轮胎在垂直载荷作用下与地面发生接触的正接地工况下轮胎的变形情况、应力应变情况以及印痕区的接地压强分布等，并在接地问题中考虑了摩擦的影响而使得该分析结果与实际情况相当吻合，初步达到了性能仿真的预期目标；本文中还模拟了轮