轮胎的疲劳耐久对车辆的行驶安全和运输成本具有决定性影响。重型载重货车上子午线轮胎的使用环境比普通轿车更为恶劣,需要更加优越的疲劳耐久性能。作为一种复杂的橡胶产品,影响轮胎疲劳耐久性能的因素众多,目前的疲劳估算模型没有一个统一的标准,轮胎企业主要依据整体里程实验来评判其优劣,实验时间漫长、费用昂贵。本论文主要研究两种不同设计方案的12.00R20规格轮胎,通过单轴拉伸实验获取了材料的本构关系,并据此基于ABAQUS有限元软件构建了静态充气和接地边界条件下的有限元计算模型,论证了软件力学性能计算的可行性,同时获得了疲劳分析的初始应力和应变场。在此基础上,本文基于裂纹扩展方法,通过单轴拉伸实验机和自主搭建的疲劳实验机对相应的橡胶材料做了破坏撕裂能测试实验和动态疲劳实验,获取了破坏撕裂能、破坏裂纹扩展速率等疲劳参数。本文将ABAQUS生成的ODB结果文件中的应力-应变历史分布场导入到FE-SAFE软件中,使其作为循环加载的历史输入条件进行耐久寿命计算,获得了轮胎的仿真耐久寿命。最后将仿真结果与实验结果进行对比,发现通过这种方法获得的计算结果较为准确可靠。本文在对整体轮胎进行疲劳寿命仿真估算的基础上,研究了轮胎结构参数,包括尼龙包布帘线角度、子口包布帘线角度以及胎体反包端点高度与疲劳耐久之间的关系。并分别考察了应力、应变、应变能密度最大值、差值和比值与疲劳耐久之间的关系,同时根据仿真计算给出了优化组合,为轮胎的结构设计提供了依据。本文的研究成果,对生产企业提高轮胎设计技术、降低研发和售后服务成本具有较大的实际应用价值和指导意义。