轮胎是汽车零部件的重要组成之一,它能缓和汽车行驶时受到的冲击,对车辆的乘坐舒适性和行驶平顺性有很大的影响。带束层作为子午线轮胎的关键受力部件,在受拉和受压时呈现出不同的变形状态与力学性能。以往的轮胎有限元分析多基于经典弹性理论,对带束层材料的非线性进行了简化,并认为材料拉伸和压缩时的弹性模量是相等的。本文考虑带束层材料的拉压不同弹性模量,建立了子午线轮胎的有限元模型,并通过模拟子午线轮胎充气和静负荷工况讨论了拉压不同弹性模量对轮胎结构力学特性的影响。首先,考虑轮胎带束层的材料特性,采用拉压不同弹性模量理论,将本构方程由主应力坐标系转化为普通直角坐标系。在此基础上,通过搭建UPFs编译平台,编写材料子程序Usermat,对Ansys软件进行二次开发,实现Ansys求解拉压不同模量问题的功能。将带束层材料的拉伸弹性模量与压缩弹性模量按参考文献进行设置,在Ansys中建立考虑拉压不同弹性模量的轮胎简化模型,对轮胎整体结构进行受力分析,分析拉压不同弹性模量对轮胎模型整体力学特性的影响。然后,对12R22.5 S606全钢载重无内胎子午线轮胎进行结构剖析,确定轮胎的设计参数,对轮胎进行充气测试、静负荷和压力毯实验。最后,在Ansys中建立了考虑拉压不同弹性模量的12R22.5 S606全钢载重无内胎子午线轮胎三维有限元模型,通过与实验值的对比验证了轮胎模型的准确性。基于所建立的轮胎有限元模型,模拟了子午线轮胎的充气工况以及静负载工况。结果表明,轮胎结构中带束层材料在拉伸与压缩时的不同力学特性,会对轮胎的结构力学分布产生一定的影响。本文的研究方法对准确仿真轮胎受力状态及轮胎设计优化有一定的参考价值。