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目前輪胎主要分為子午線輪胎和斜交輪胎兩大類，二者在結構上的區別是：
（1）子午線輪胎的胎體層沿著子午面鋪設(垂直于圓周線)，而斜交輪胎的胎體層則由多層對稱交叉鋪設的簾布層組成；(2)子午線輪胎有多層簾布層沿圓周方向貼合于胎面膠與胎體層之間，稱為帶束層，其主要使用鋼絲簾線，而斜交輪胎一般無帶束層。
與斜交輪胎相比，子午線輪胎有很多優異性能：（1）能量損耗和生熱少、耐磨性好，輪胎使用壽命長；（2）胎側較柔軟，乘坐舒適性好；（3）帶束層結構不僅提高了胎面的抗刺穿性能，還提高了輪胎的縱向剛度，從而使輪胎的操縱響應有所提高；（4）噪聲相對較小；（5）節油5~7%。因此擁有輪胎先進制造技術的西歐、美國、日本等國家和地區在20世紀70年代先后開始大規模地推進輪胎子午化。子午線輪胎的出現加快了輪胎扁平化進程，因此扁平化逐漸成為輪胎結構發展趨勢的主要特征。
本工作在子午線輪胎和斜交輪胎結構的基礎上，提出了一種新型的子午斜交結構，即保留了子午線輪胎胎體簾線在冠部的子午結構，而將胎側部位的胎體簾線子午結構改為斜交結構。由于子午線輪胎結構中帶束層的作用，可使輪胎斷面輪廓形狀更方便地按照所需要的扁平率進行設計，以提高輪胎的操縱穩定性。選取255/30R22規格輪胎為參考對象，利用Abaqus軟件，在標準負荷工況下，對子午斜交輪胎和子午線輪胎的有限元分析結果進行比較。
橡膠是一種復雜的具有不可壓縮性質的高度非線性超彈性材料，采用Yeoh模型來描述其力學性能。Yeoh模型可描述隨變形而變化的剪切模型的橡膠，還可對復雜變形的力學行為進行預測，不僅描述變形范圍較寬，而且適合于模擬大變形。所選用的骨架材料包含2層錦綸冠帶層，2層鋼絲帶束層和2層聚酯胎體簾布層。各類簾線均為正交各向異性材料，采用線彈性模型，并通過Emhed功能將其嵌入到與之相對應的橡膠中進行模擬。簾線一般與圓周方向之間有一定的夾角，稱為鋪設角，2種輪胎骨架材料簾線鋪設角度對比。
子午斜交輪胎胎體簾布層展開，為了保留子午線輪胎較好的高速性能和斜交輪胎較高的承載性能，本工作設計的子午斜交輪胎選用2層胎體，中部簾線鋪設角度均為0°，而兩側的簾線鋪設角度分別為+60°和-60°。
常用的計算方法有Lagrange乘子法、罰函數法、混合法以及基于求解器的直接約束法，綜合考慮計算時間、計算效率等因素。本研究采用罰函數法求解接觸問題。胎圈與輪輞之間和胎面與地面之間的摩擦因數分別設為0.35和0.5。輪輞和地面定義為解析剛體。
基于規格為255/30R22的子午線輪胎，在Abaqus軟件中建立子午斜交輪胎的二維軸對稱模型，對其進行網格劃分，并利用symmetric model generation功能，對輪胎接地部分進行網格細分以及輪胎有限元模型二維向三維的轉換，選用標準9J輪輞與其裝配，同時忽略胎面橫向花紋溝槽，僅考慮縱向花紋溝槽。
在充氣壓力為0.22MPa，試驗負荷為5650N條件下，有限元分析與試驗結果對比所示，仿真值誤差控制在7％以內，滿足工程要求。因此可以利用該模型和分析方法進行輪胎力學性能的研究。
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