作为车辆的关键部件，轮胎的疲劳耐久性能直接关系到生产者、消费者的经济利益和生命财产安全。提升轮胎耐久性能一直是科技工作者追求的目标，同时也是节能环保的一大课题。因此，研究轮胎的疲劳评价方法，探索结构、材料参数对疲劳寿命的影响规律、确定有效提升轮胎疲劳寿命的优化方法具有重要的理论意义和工程应用价值。　　本文以11.00R20和12.00R20全钢载重子午线轮胎为研究对象，提出利用应变能密度梯度模进行轮胎疲劳评价的方法。研究表明，应变能密度梯度的最大值区域对应初始破坏区域，其方向对应裂纹方向，该最大值与轮胎疲劳寿命成反比。通过有限元方法、数值分析方法和耐久试验，对轮胎的疲劳破坏形式和疲劳寿命进行研究，建立疲劳寿命预测模型。　　运用本文提出的疲劳评价方法，分析胎肩、胎圈处曲率半径等轮胎外轮廓形状以及三种不同胎体轮廓设计理论的内轮廓形状、子口宽度、胎体反包端高度、钢丝加强层高度、带束层形式及二号带束层宽度等结构参数对轮胎疲劳寿命的影响规律。　　基于结构灵敏度分析，建立了轮胎疲劳寿命评价指标与轮胎结构参数的关系;进行了不同轮廓形状和关键结构参数轮胎结构设计，并分析了接地特性、温度场和滚动阻力等轮胎综合性能;进而提出提升轮胎疲劳寿命的结构优化方案，并通过耐久性试验验证了结构优化方法的有效性，也验证了本文的疲劳分析方法的准确性。　　本文形成了一种更加合理的轮胎疲劳评价方法，提出了更加全面并有效提升轮胎疲劳寿命的优化方法，对完善载重子午线轮胎疲劳破坏理论和提升耐久性能具有较高的应用价值。