3D-DIC技术用于模拟飞机轮胎着陆受压动态变形测量

　　DIC技术应用于模拟飞机轮胎着陆受压的动态变形测量，是一个极具挑战性但又非常有价值的研究方向。这涉及到航空工程、材料科学、固体力学和实验力学等多个领域的交叉。

　　DIC技术应用的核心挑战在于极端动态载荷(可达数十甚至上百吨)，瞬时性(毫秒级);复杂变形模式，包括轮胎橡胶材料大变形， 局部应变可达100%甚至更高的大应变;大位移/旋转， 轮胎整体在滚动;非线性材料行为， 橡胶是高度非线性的超弹性粘弹性材料。

　　DIC技术应用优势

　　非接触：避免了对高速运动、易变形目标的物理接触干扰。

　　全场测量：能同时获取整个视场内轮胎表面(特别是接触区附近)的位移场和应变场分布，揭示局部应变集中区和变形模式。

　　高空间分辨率：可详细描绘变形梯度变化。

　　适用于复杂形状和大变形： 理论上能处理任意形状表面的复杂变形。

　　可追溯性：完整的图像数据记录便于后续复查和分析。

　　可视化：直观地展示变形过程。

　　新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统，采用非接触测量，具有高精度、非接触式、环境适应性强、操作简单等优点，与航天航空领域对高精度、非接触式全场应变和变形测量的高要求高度匹配。大到全尺寸飞机部件，小到微观尺度材料变形，DIC技术都能充分发挥它的优势。

　　实际案例：飞机轮胎加载变形测量

　　DIC测量方案： DIC技术测量飞机轮胎加压过程的动态变形，飞机轮胎零压力下为基准状态，试验机持续加压过程动态变形分析。

　　实验流程：XTDIC三维全场应变测量系统对加压过程的轮胎和轮毂进行数据采集。其中轮胎一圈编码标记点分为5个部分，分别为0°、 90°、 180°、 270°、 360°的五个固定标记点，分析载荷过程中的应力-应变曲线，不同点位的应变-时间曲线等。

　　抗干扰策略：实际测量过程中轮胎部分位置被夹角遮挡，DIC设备采用倾斜向下采集图像，可以连续捕捉到轮毂和轮胎关键变形区域。

　　实际案例：数据和分析

　　飞机轮胎和轮毂在受压过程中变形分析，DIC软件输出应变和位移曲线：

　　不同时刻轮胎-轮毂位移云图

　　不同时刻轮胎-轮毂应变云图

　　接下来，对轮胎各个部分的受压位移和应变数据的提取，以及轮毂在受压下的相对变形情况。

　　取关键点分析位置图

　　不同点位的应变-时间曲线

　　不同点位的位移云图

　　轮毂上两点直线的位移变化

　　实际案例：数据分析结果

　　DIC技术可提供的时空连续力学场数据，通过飞机轮胎-轮毂变形测量试验，证实DIC技术可有效解决航空轮胎-轮毂组件的三维全场变形测量难题。

　　获取飞机轮胎位移场(总方向和XYZ各方向);

　　获取轮胎应变场(最大/小主应变、不同点位应变-时间曲线);

　　分析轮胎-轮毂界面位移连续，分析验证载荷传递，轮胎在循环加载过程中的动态响应;

　　分析数据为轮胎设计验证、适航认证及健康管理提供了创新工具。