轮胎老化是造成轮胎破坏的主要原因之一。影响轮胎老化的因素有很多,如温度、氧气、紫外线等。其中,温度和氧气的影响最为关键,由这两种因素导致的老化被称为橡胶热氧化老化,主要通过橡胶的氧气消耗量来评估。然而由于橡胶氧气消耗量测试设备的研究还很不充分,难以精确地测量橡胶的氧气消耗量,阻碍了轮胎橡胶耐老化方法的研究进展。因此,研究橡胶氧气消耗量测试设备及其仿真分析方法具有重要的理论意义和工程应用价值。为了测量轮胎橡胶的氧气消耗量,本文研制了橡胶氧气消耗量测试试验台,其基本原理是当橡胶在密闭的容器中消耗氧气时,会造成容器的压力下降,通过精确测量压力降可以推算橡胶的氧气消耗量。本文进行了橡胶氧气消耗量测试试验台的研发,包括试验台的结构设计、主要部件的选型及控制和测量系统的软件开发,实现橡胶氧气消耗量的测量。以全钢载重子午线轮胎（TBR 12.00R22.5）为研究对象,利用所研制的试验台测试了轮胎橡胶的氧气消耗量。通过分析测试结果的重复性,阐述了测试结果的合理性。为了缩短橡胶在低温（如60℃）下的氧气消耗量测试时间,基于时温等效原理,选取60℃为参考温度,将橡胶在60℃、70℃和80℃下的氧气消耗量数据进行叠加,并根据已有的90℃下氧气消耗量数据对叠加结果进行了验证。研究表明,橡胶在60℃和90℃下消耗同等质量氧气所用的时间可以利用时温等效原理进行计算,在进行橡胶氧气消耗量测试时可以通过升高试验温度加速测试进程,从而缩短试验时间。为了进行橡胶氧气消耗量预测分析,本文基于气体扩散理论和橡胶氧化反应机理研究了橡胶氧气消耗计算方法,并利用橡胶氧气消耗量测试结果验证了计算方法的可靠性。在此基础上,建立了全钢载重子午线轮胎氧气消耗有限元分析模型,分析了轮胎各部件的氧气消耗量及氧气浓度分布。为了验证轮胎氧气消耗有限元分析模型的正确性,利用老化箱进行了为期8周的轮胎烘箱老化试验,测量了轮胎在老化过程中氧气分压的变化。利用轮胎氧气消耗仿真模型分析了轮胎烘箱老化过程中氧气分压随时间的变化。结果表明,仿真结果与试验结果具有良好的一致性。