航空轮胎作为飞机与路面接触的唯一部件,轮胎的性能与飞机运行的安全性能息息相关。我国对于航空轮胎的研发起步较晚,目前国产大飞机仍然使用国外品牌的航空轮胎,因此航空轮胎的研制是关系到我国国计民生的重要问题。突破航空轮胎的可计算建模与智能化设计瓶颈是解决航空轮胎研制问题的关键之一,本文以子午线航空轮胎为例,对其结构进行剖分与整理,并使用有限元方法对其静态性能进行研究,为子午线航空轮胎的研制提供参考。本文的主要工作内容如下。首先,对橡胶类超弹性材料本构模型中的参数进行了研究。由于Mooney-Rivlin模型可以很好地描述橡胶拉伸试验100%的应变,对于航空轮胎的形变能起到较好的预测效果,故而推导了Mooney-Rivlin模型的应变能密度表达式。同时,对轮胎中的橡胶与帘线材料进行了等效静态单轴拉伸实验获取了名义应力应变数据,对实验数据拟合得到了材料用于有限元计算的系数。其次,提出了一种子午线航空轮胎几何参数化建模的方法。轮胎通常由多层组件铺叠在一起然后通过硫化粘合,整体结构呈现高度对称性,因此三维轮胎模型可由二维轴对称模型旋转得到。使用本文提出的子午线航空轮胎几何参数化建模方法建立二维几何模型并进行网格划分,从而得到了轮胎的轴对称有限元模型。然后,基于轮胎的轴对称有限元模型,对子午线航空轮胎进行了额定工况下的静态充气分析,轮胎的变形与实验值误差较小证明了模型的有效性。考虑了网格尺寸对轮胎充气分析的影响,结果表明帘线网格尺寸对轮胎的变形影响较大而橡胶基体网格尺寸对轮胎的应力影响较大。进行了轮胎的爆破预测,结果显示轮胎爆破位置发生在钢丝圈区域的胎体帘线上。最后,将轮胎的轴对称模型绕对称轴旋转一周生成了三维有限元模型并进行了额定工况下的静态接地印迹分析。与充气分析结果相比,带束帘线的应力发生明显变化,各层应力呈阶梯式分布。同时研究了充气压强对轮胎接地性能的影响,随着充气压强的增大,轮胎的径向刚度增大而下沉量减小,过大的充气压强会使轮胎的径向变形大于下沉量。充气压强的增大会使里层胎体帘线的应力减小,但会使外层胎体帘线的应力增大。