随着汽车的快速普及,由轮胎引起的交通事故大幅增加,造成严重的人员伤亡和财产损失。为了防止轮胎爆胎而引发的交通事故,安全轮胎的设计越来越受到人们的重视。内支撑式安全轮胎的核心部件是内支撑体,通过对国内外内支撑技术的研究,针对目前存在的设计问题,提出一种基于标准轮辋的拱式内支撑结构,在爆胎事故中最大限度的保护驾乘人员的安全。本文以基于标准轮辋的拱式内支撑结构为研究对象,参照内支撑设计标准,结合内支撑设计需求建立模型,利用有限元软件对拱式内支撑结构进行多方面的仿真分析。在满足内支撑结构使用要求的前提下,为了节省制造成本、耗油量等,对内支撑结构进行结构优化,提高内支撑结构性能。本文首先描述了内支撑设计需求与设计内容,建立内支撑设计总体方案,据此设计内支撑结构,利用PRO/E软件建立内支撑结构的三维模型。然后利用ANSYS软件对拱式内支撑结构从静强度、模态频率、散热性能三方面进行仿真试验。针对仿真分析结果,通过尺寸优化与拓扑优化的方式提出拱式内支撑的优化设计方案,并对优化设计结果进行仿真对比验证。最后机通过机械械动力学软件ADAMS对仿真计算拱式内支撑在不同转速下的转动不平衡跳动量,利用动力学软件LS—DYNA仿真计算拱式内支撑跌落触地与平稳行驶状态下内支撑应力变化情况。本文的拱式内支撑结构从一定程度上减轻了内支撑质量、提高了抗震能力与结构强度,具备良好的散热性能,若能应用于实际车辆中,将极大程度上保护驾、乘人员在爆胎后的生命安全。