轮胎的生产过程包括橡胶密炼、半成品部件挤出、帘布压延及裁断、生胎成型和硫化机内定型等,其中,轮胎成型是轮胎生产过程的重要环节,其工艺参数直接影响成品胎的质量。技术人员通常采用试错法确定合适的成型工艺参数,具有很大的盲目性。因此,利用有限元仿真技术,对轮胎成型过程进行数值模拟,通过仿真方法优化成型工艺参数,具有重要的工程价值。合理的未硫化橡胶本构模型是轮胎成型过程仿真的基础。本文对未硫化橡胶进行剪切松弛试验和单轴拉伸试验,分别采用广义Maxwell模型和Marlow超弹性模型描述未硫化橡胶的粘性性能和弹性性能。以295/80R22.5型全钢载重子午线轮胎为对象,建立轮胎各半成品部件的二维轴对称模型,借助ABAQUS/Standard隐式求解器,对轮胎一次法成型过程进行仿真;硫化机内定型过程采用三维模型进行仿真,运用ABAQUS/Explicit显式求解器求解。将仿真得到的成品胎断面与实际生产轮胎断面的材料分布进行对比,验证了成型仿真方法的可靠性。为提高轮胎施工设计精度,本文在轮胎成型仿真的基础上,提出半成品部件逆向成型仿真方法,精确设计胎面、胎肩垫胶等半成品部件的材料分布,并利用轮胎成型仿真方法验证了该方法的可行性。针对宽基胎成型工艺参数设置不当而造成的胎体帘线弯曲问题,本文利用轮胎成型仿真方法分析其产生机理,探索子口平面宽度和辅助鼓周长对胎体帘线弯曲的影响,提出胎体帘线弯曲的解决方法并进行试验验证;为解决采用0°缠绕技术的宽基胎在生产中出现的胎里不平问题,利用轮胎成型仿真方法分析其产生机理,提出曲面辅助鼓成型方法,并进行样胎试制,结果表明该方法能有效地解决胎里不平问题;以12.00R20型子午线轮胎为对象,对其二次法成型过程进行数值模拟,探索轮胎在机内定型中带束层帘线受力和角度变化分布规律,并基于现有施工设计提出改进方案,减小了带束层帘线受力和角度变化,使成品胎更接近理论设计轮胎的材料分布。