车轮力测试是车辆动力学控制系统、车辆可靠性等研究的基础,当前车轮力测试最直接有效手段是测力车轮传感器(简称测力车轮)。本文基于国家自然科学基金项目,优化、建立完整的测力车轮有限元模型,并以某种应变组桥方法为例进行测力车轮不同工况测点应变耦合特征分析,研究具有重要的理论和工程应用价值。论文主要研究内容如下:(1)研究了测力车轮的轮胎胎体、各部件间接触、螺栓预紧力及其网格划分等关键的建模技术,建立了测力车轮样机有限元模型,为测力车轮整体研究提供了有效研究手段。(2)基于测力车轮整体研究了坐标系转换及旋转解耦原理、弹性体应力变形特征,同时以一种典型的测点布片组桥方法确定了应变测点位置选择和结构解耦方法,为测力车轮试验和仿真提供理论基础。(3)结合轮胎刚度机进行了测力车轮样机的垂直工况、侧向工况、纵向工况和扭转工况的台架试验,并进行了重复性分析;四种工况重复性最大绝对值分别为3.00%、3.00%、3.69%和0.50%,结果表明测力车轮台架测试系统稳定性好,试验数据可靠、有效。(4)基于ABAQUS软件提出了一种仿真应变数据提取方法;进行了测力车轮台架试验相应工况的仿真,并对比分析试验与仿真数据;四种工况的各测点相对误差最大绝对值分别为4.85%、3.97%、3.41%和3.10%,结果表明仿真应变数据提取方法合理可行,测力车轮有限元模型准确、可靠;仿真研究了测力车轮不同工况测点应变耦合特征,分析了轮胎橡胶的力学特性和弹性体的相对位置对测力车轮测试精度的影响。本文建立了完整的测力车轮有限元模型,系统分析了典型测点应变耦合特征,研究为进一步优化弹性体结构和解耦分析提供了有效手段。