实心轮胎是用于低速、高负荷运行车辆的特殊工业轮胎，广泛应用于各种工业叉车、矿车以及港口吊车等。滚动实心轮胎的生热是降低其寿命的主要因素，而随着汽车工业的迅猛发展，对实心轮胎的材料性能提出越来越高的要求。由于聚氨酯轮胎在各方面表现出优良的性能，其代替橡胶轮胎是未来世界轮胎工业的发展方向。所以，研究聚氨酯实心轮胎内部温度场的变化规律，找出实心轮胎温升的影响因素，并在此基础上，根据所表征的实心轮胎温度场变化趋势，对轮胎的结构设计提出合理的改进方法具有重要的指导意义。为了对聚氨酯实心轮胎的温度场进行有限元模拟分析，建立聚氨酯的本构模型以及测得聚氨酯材料的力学性能参数和热学性能参数，是十分必要的。本文通过对聚氨酯材料进行单轴拉伸试验测得其应力应变的关系曲线，算得本构模型常数。并且，采用稳态法测量聚氨酯的导热系数和应用DSC测试了聚氨酯材料在不同温度下的比热值，用于聚氨酯实心轮胎温度场的有限元分析。本文以Abaqus软件为平台，对Abaqus软件进行二次开发，通过软件提供的HETVAL用户子程序来定义内热源，对有限元模型的生热率进行加载。通过模拟的结果与实测的温度进行对比，证实了该模型能够比较准确的反映该实心轮胎在实际使用过程中内部温度场的变化规律。根据有限元模型模拟结果和里程实验结果，发现实心轮胎的最高温度是在中间部位。而且随着速度和载荷的增加，实心轮胎各部位的温度明显升高，胎心处温度的升高更是明显。本文通过自行设计的一台小型里程实验机对聚氨酯实心轮胎内部与表面的温升情况进行实时监测与数据采集。通过实验数据分析，得到了实心轮胎不同位置的温升曲线以及达到稳定状态的最高温度。以此为根据，对实心轮胎的结构进行改进设计，得到了一定的降温效果。