近年来，整车动力学的仿真应用日益广泛，为了能够精确仿真车辆动力学行为，需要建立高精度轮胎模型，同时要求模型具有良好的外延性。经过国内外学者多年的努力研究，建立了多种适用于整车仿真的轮胎模型，包括理论模型、半经验模型和经验模型。然而许多模型中对于翻倾力矩的描述还不够精确，导致整车侧翻仿真与实际相比存在一定的偏差。因此本文基于翻倾力矩的产生机理建立了高精度翻倾力矩模型，并将其推广到非稳态工况，利用试验数据对模型进行了试验验证；基于负载半径模型得到了轮胎轮心翻倾力矩，并将模型嵌入CarSim软件中进行了Fishhook仿真，验证了模型的适用性。全文共分为五个部分。第一章为本文的绪论部分，着重介绍了本文的研究背景及意义，轮胎力学特性，以及国内外轮胎力学特性的研究现状，最后提出了本文研究的主要内容。第二章建立了轮胎印迹翻倾力矩稳态模型并对其进行了试验验证。首先对翻倾力矩的产生机理进行了深入分析，认为翻倾力矩是由印迹偏离效应和胎体侧倾效应共同作用产生的，且载荷不同，二者对翻倾力矩的影响效果不同；同时分析了垂直载荷、侧倾角和胎宽对翻倾力矩的影响规律，从而建立了轮胎印迹翻倾力矩稳态模型，利用试验数据对该模型进行了试验验证，并与MF翻倾力矩模型作了对比分析，分析结果表明，本文建立的翻倾力矩模型的精度明显高于MF模型，从而提高了模型的适用性。第三章建立了轮胎轮心翻倾力矩模型并对其进行了推广。首先揭示了垂直载荷、侧向力及侧倾角对轮胎负载半径的影响规律，依此建立了轮胎负载半径模型，并利用多条轮胎试验数据辨识了模型中的参数，验证了模型的表达精度及适用性。然后利用轮胎印迹翻倾力矩稳态模型及轮胎负载半径模型得到了轮胎轮心翻倾力矩稳态模型，并将印迹和轮心翻倾力矩稳态模型推广到了非稳态，利用低速平板式轮胎力学特性试验台得到的试验数据对非稳态工况进行了试验验证，结果表明在非稳态输入的条件下翻倾力矩稳态模型可以很好地表达非稳态工况下的翻倾力矩特性。第四章将翻倾力矩模型应用到整车动力学仿真中。首先简单介绍了轮胎模型与CarSim动力学软件联合仿真的连接方法，然后将得到的翻倾力矩模型嵌入到CarSim中。为了分析翻倾力矩及负载半径对整车动力学的影响，在CarSim软件中进行了Fishhook整车仿真，在仿真中采用不同的翻倾力矩模型，给出了高精度翻倾力矩模型、简化翻倾力矩模型以及忽略翻倾力矩条件下车辆行为的仿真结果图，从图中可以看出翻倾力矩及负载半径对于车辆动力学有着重要的影响。第五章是论文的结论部分，对全文进行了总结并提出了下一步的研究方向。