方案背景
飞机轮胎在着陆瞬间需承受高达300 km/h的冲击速度、200吨级载荷及300℃瞬时高温。FAA（美国联邦航空管理局）和EASA（欧洲航空安全局）的适航标准规定，要求飞机及其部件必须能够在预期的使用条件下安全运行。轮胎作为飞机起降时直接接触地面的部件，其性能直接影响到飞机的操控性和安全性。
适航标准中的具体要求
轮胎压力测试：适航标准通常要求对轮胎进行静态和动态压力测试，以验证其在最大设计载荷下的性能。
变形限制：标准中会规定轮胎在特定载荷下的最大允许变形量，以确保轮胎在正常使用条件下不会发生危险变形。
环境适应性：轮胎必须能够在不同的环境条件下（如高温、低温、湿滑跑道等）保持其性能，这需要在适航测试中进行验证。
DIC原理、技术对比和重要性
新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统，采用非接触全场应变测量技术，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。
DIC技术还能记录动态变形或持续数小时的准静态以及疲劳变形，因此在航空航天领域的应用非常广泛。
| 对比项 | 非接触式DIC技术 | 应变片、位移传感器等 |
| 测量方式 | 非接触式，全场变形数据分析 | 接触式传感器（应变片）或单点非接触设备（如激光位移计） |
| 测量范围 | 全场测量，获取全场变形和应变分布 | 单点或局部测量 |
| 精度与分辨率 | 亚像素级精度（可达微米级），适用于宏观和微观变形分析 | 精度高但仅限单点、局部 |
| 安装复杂度 | 无需接触被测物体，仅需布置相机和散斑标记，适合复杂表面。 | 需粘贴或固定，可能干扰结构或动态特性。 |
| 动态响应能力 | 支持高帧率，适合高速瞬态加载过程分析。 | 受限于传感器响应频率，高速动态测量成本高昂 |
| 三维变形分析 | 支持三维全场变形测量，可获取多方向应变和位移数据 | 单方向或二维变形，三维分析需复杂组合 |
| 环境适应性 | 抗电磁干扰，适用于高温、振动等复杂环境。 | 应变片易受温度、电磁干扰影响，需额外补偿措施。 |
| 数据丰富性 | 提供全场应变、位移、速度等参数，支持后续可视化分析和数值模拟。 | 数据量有限，需多点布置才能获取部分区域信息。 |
| 成本与维护 | 初期设备成本较高，但可重复使用。 | 长期维护成本低成本较低，但易损耗（如应变片需频繁更换），长期使用成本高 |
DIC技术对轮胎变形测量的重要性：
DIC技术通过获取基准状态下的轮廓数据，支持追踪同名点在不同压力载荷下的位移数据，进而计算分析出应变数据。
DIC技术可分析三维位移场、应变场多维数据，以分析适航认证合规性设计中关于复合性验证的标准条款规定，包括动态载荷分布，胎体完整性等，通过测量轮胎在不同压力下的变形情况，可以帮助设计和优化轮胎的结构，提高其承载能力和使用寿命。
DIC技术方案和关键指标
采用新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统，静态测量头包括相机、镜头、横梁等部分。静态测量头采用1200万像素工业相机，镜头配备25mm定焦镜头，畸变小、成像质量高，保证测量精度的准确。
新拓三维DIC技术关键指标：
非接触测量技术；
XYZ 3D坐标/位移/应变全场测量；
1-10mm测量视野；
20ue最高应变测量精度；
位移分辨率可至纳米级；
应变测量范围0.002%~2000%；
FEA比对。
实际案例：飞机轮胎加载变形试验过程
DIC测量方案：本案例展示了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，DIC软件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。