噪声污染与大气污染、水污染并列为三大环境污染，交通噪声为噪声污染的主要来源。高速行驶时的轮胎噪声为交通噪声的重要组成部分。当载重车辆行驶车速在60km/h以上时，轮胎噪声占整车噪声的70％以上。为限制轮胎噪声，欧盟轮胎标签法以及我国出台的《绿色轮胎技术规范》均对其提出了明确要求及实施期限。面对日益严苛的法规要求，研究振动噪声模拟分析方法与低噪声轮胎结构优化设计具有重要的理论意义和工程应用价值。　　本文以295/80R22.5型全钢载重子午线轮胎为研究对象，建立其带有纵向花纹沟槽的轮胎有限元分析模型，并通过接地压力分布试验、刚度试验和模态试验对模型的有效性进行了验证。结合模态声学传递向量技术和声学边界元法，对受路面径向激励作用下的轮胎振动噪声进行了预测。利用结构模态贡献度和轮胎外轮廓表面声学贡献度方法，分析了声压峰值所对应频率下轮胎各部件的参与程度。　　建立了不同载荷、滚动速度和充气压力下295/80R22.5型全钢载重子午线轮胎的振动噪声数值分析模型，对比了在不同使用因素下其声压频响函数和总声压级变化。分析轮胎固有频率和径向刚度对轮胎振动噪声的影响，并得到了不同使用因素对轮胎振动噪声的影响规律。　　利用新非自然平衡轮廓设计理论，对现行设计轮胎的胎体轮廓重新设计。通过正交试验和轮胎外轮廓表面声学贡献度分析，选取轮胎胎冠顶点距旋转中心轴的回转半径、轮胎水平轴位置、加强层高度、带束层压力分担率为设计变量。结合拉丁超立方试验设计和响应面优化分析方法对轮胎结构进行优化设计，建立了胎体结构设计参数与轮胎振动噪声的函数关系，构建了低噪声轮胎振动噪声预测模型，并揭示优化轮胎的降噪机理。　　计算了优化轮胎的滚动阻力、接地性能和疲劳寿命。结果表明，通过优化轮胎结构可同时降低轮胎滚动阻力和提高轮胎疲劳寿命，达到在保证其综合性能不降低的前提下，提升轮胎噪声性能的目的。