轮胎的耐磨性由轮胎结构和材料本身的性能决定,传统的橡胶材料配方设计并没有考虑轮胎结构对于磨耗性能的影响,轮胎企业中对橡胶材料的阿克隆磨耗测试结果无法与轮胎结构磨耗量关联,本文通过对轮胎结构进行特性分析,获得橡胶材料性能与轮胎磨耗性能的关系,进而对橡胶材料组分进行优化。建立了子午线轮胎与地面接触的有限元模型,分析了胎面橡胶材料性能对轮胎接地特性影响。仿真结果表明:随着胎面橡胶弹性模量增加,摩擦功、纵横剪切力都会随之增加;随着胎面橡胶弹性模量增加,接地面积随之减小。根据单组分变化得到的不同配方材料性能建立了填充橡胶配方与橡胶性能之间的数学模型。利用Python语言开发了填充橡胶材料性能预测系统软件,其中软件的主体界面搭建由Pyqt5库中部分函数完成的,实验获得的Excel数据表通过Pandas库函数读入,填充材料的性能计算采用scipy.optimize库函数。软件能够在Window10系统下运行,并向下兼容,能够对橡胶材料的各种物性进行预测,并且能够处理多组分用量变化的情况。系统具有界面美观,操作简单的特点。软件测试结果表明,计算结果与实验结果符合较好。对橡胶材料配方进行了参数优化设计。以橡胶材料的拉伸模量和阿克隆磨耗量作为目标函数,以橡胶的组分材料含量作为优化变量。利用NSGA-2多目标遗传算法对橡胶配方进行多目标优化设计,其中橡胶配方含量根据数据特点采用实数编码方式,种群的选择采用了锦标赛法,交叉采用了有界模拟二值交叉法,变异采用了有界多项式突变。通过遗传算法获得了橡胶配方的Pareto最优解集,给出优化后的橡胶配方组合。优化计算结果表明,当硬脂酸含量增加0.5phr,‘填料A’增加0.65phr时,阿克隆磨耗量降低18%以及拉伸模量M50降低13.4%。本文的研究为轮胎橡胶配方设计提供了便捷的计算平台,有利于提升填充橡胶新材料的研发效率。