随着SUV汽车在全世界车辆销量和占有量呈现与日俱增的景象,到现在占据了汽车销量总量的五分之一的江山,SUV凭借其得天独厚的优势对消费者愈发具有吸引力,但是由于自重大、车体宽等原因,较其他轿车更容易爆胎,引发的交通事故日趋严重,而SUV 一直随车携带的备胎,只能在汽车低速爆胎后并安全停下时,才能起到换胎续航作用,为SUV安上内支撑系统能够在爆胎时大大降低危险系数,并使车辆安全行驶一段较长距离。内支撑是安全轮胎重要核心部分,它以现有轮毂、轮胎为尺寸参考,兼顾胎体变形以及装卸空间限制等情况,计算出尺寸参数范围,对内支撑单体的初设计模型进行建模。基于极限工况条件,利用ANSYS Workbench对初设计模型拓扑优化,为结构优化减重提供理论支持和指明方向。再通过极限工况条件下内支撑系统的LS-DYNA动力学分析,利用单一变量法,依次计算出内支撑的梁宽高、切口高度、减重孔、锁紧位置等尺寸参数,然后设计出内支撑单体最优模型。对内支撑极限工况动力学分析之前,通过LS-DYNA动态松弛计算螺栓不同大小预紧力下,内支撑的初始应力的值,并与未进行动态松弛分析的动力学计算结果进行比较。轮胎常压下,内支撑在螺栓的锁紧力下随轮胎振动,通过ANSYS对内支撑进行有预应力的模态分析,计算各阶态固有频率,与轮胎固有频率进行比较,考察是否会出现共振现象。零压下,基于有预应力的模态分析,对内支撑进行谐响应分析,计算最大变形量和对应的阶态频率。为了更真实的了解内支撑系统受力情况,在轮胎常速、高速运行两种车况下,使用动力学分析软件LS-DYNA进行动力学分析,验证内支撑能否安全锁紧于轮毂,并计算由离心力和预紧力产生的内支撑各部分受力情况。最后,进行轮胎爆胎的动力学分析,校核内支撑系统的强度,并观察各个时刻SUV汽车的偏转情况。