车轮是汽车中非常重要的部件之一,其结构性能直接影响汽车的安全性、稳定性和平顺性。汽车车轮性能试验标准规定,如果通不过冲击试验、弯曲疲劳试验和径向载荷疲劳试验三个试验标准,该公司车轮将不允许流入市场。如果完全依靠试验的方法来指导车轮的开发设计,存在周期长、成本高的缺点。随着计算机科学技术的发展,有限元法已广泛应用于实际工程分析中,它可以合理指导设计,缩短设计周期,降低开发成本。在实际行车过程中,车轮的工况是很复杂的,车轮驶过凹坑或受到石块的冲击等恶劣工况容易造成其瞬间破坏失效,从而对汽车安全造成威胁。为保证汽车安全及降低生产成本,在车轮前期开发设计阶段就应避免车轮冲击破坏的发生。因此,本文主要对车轮冲击试验进行动态仿真分析,为车轮结构及性能优化提供参考。基于轮胎的结构和材料组成特点,本文对轮胎进行了合理简化,建立了一个较完善的轮胎有限元分析模型。在该模型中,用有限元软件ABAQUS中的REBAR模型模拟帘线层,用FLUID CAVITY模型模拟充满空气的轮胎,同时考虑到了胎面纵向较深的花纹。该轮胎有限元模型符合实际中轮胎的主要结构及特征。本文建立了车轮90°内侧冲击试验的有限元分析模型,实现了对车轮冲击试验的动态仿真,预测了冲击后轮辋的残余变形,并将有限元分析结果与试验结果进行对比,从而验证了冲击试验有限元分析模型和方法的正确性,成功建立了一套有效的车轮冲击有限元分析方法。同时研究了轮胎及胎压对仿真精度的影响,结果表明,轮胎及胎压对车轮冲击仿真精度影响很大,在建模过程不可以忽略。基于已建立的车轮冲击模型,本文还研究了不同冲头和胎压对车轮冲击力学性能的影响,结果表明:水平冲击下,冲头动能相同,轮辋等效塑性应变接近,轮胎最大变形接近;胎压越大,轮辋塑性变形减小,但冲击增大,舒适性变差。