理解铁轨结构部件的振动行为，在铁路机械设计过程中非常关键。新拓三维XTDIC-SPARK三维高速测量系统，包含高速摄像机以及动态分析软件两大部分，可以提供高精度的位移、速度、加速度等数据，实现基于标记点/特征点范围内被测对象的全场高分辨率振动测量。

 XTDIC-SPARK系列高速测量相机外观

非接触式DIC技术振动测量需求

为了控制和减小振动产生的不良影响，需对结构振动进行精确测量和分析，以便更好地掌握振动特性、进而有的放矢地控制振动。

以加速度计为代表的接触式振动测量方法，在测量布线过程会引入额外负载，传感器安装布线操作复杂，且可能会改变结构动态特性。

另外，以激光多普勒测振仪为代表的非接触式振动测量方法，单点式振仪测点不连续、扫描式全场同步性差、工作距离短等。

振动测量领域需要操作更加简便、测点更加密集、工作距离更远、测量效率更高、测量范围更广、更能直观反映振动状态的测量手段。

新拓三维高速DIC测量方案

新拓三维XTDIC-SPARK三维高速测量系统，可直接控制高速摄像机采集，记录结构件在各种载荷情况下（从静态荷载到动态荷载条件）的振动位移情况，高速DIC方法是最常用的非接触视频振动测量方法之一。

与加速度计和 LDV 不同，高速DIC技术采用非接触式测量方式，可生成瞬时全场位移图而不是单点值，通常比传统传感方法更快、数据更全面、操作更简便。

另外，与扫描式激光多普勒方法比较，高速DIC方法具有更低的成本、更高的采集效率，具有全场可视化振动测量方面的能力，对于具有复杂结构的振动测量场合是一个显著优势。

    1、铁轨振动检测

    在模拟高铁列车驶过铁轨的场景下，测量铁轨振动过程中表面关键点坐标及位移，对激励下铁轨结构件振动特性进行分析。

    铁轨标志点布置

    测量幅面为400mmX300mm，XTDIC测量头搭配高速相机（2048X1536）进行观测，人为施加上下方向载荷、前后方向载荷，模拟高铁驶过加载过程，测量关键点的三维坐标及位移变化。（相机采集频率5000帧）

    铁轨振动模拟测试现场

    （1）上下敲击

    给铁轨施加向下的载荷，上下方向位移变形明显，最大峰值0.6mm左右，载荷施加后振动逐渐衰减，直到振动停止。

    铁轨上下方向位移

    （2）前后敲击

    给铁轨施加前后方向的载荷，上下方向位移变形明显，最大峰值0.1mm左右，载荷施加后振动逐渐衰减，直到振动停止。

    铁轨上下方向位移

通过对铁轨进行动力学试验，使用新拓三维XTDIC-SPARK三维高速测量系统研究载荷下结构件的位移及振动，分析铁轨的抗振性能以及力学特性，进一步验证铁轨结构件有限元分析数据，为构件在高频振动下的动力学性能研究提供参考。

由于铁路运行减振降噪要求的提高，行业对轨道平顺性方法的研究愈加深入，新拓三维XTDIC-SPARK三维高速测量系统可分析载荷下的振动特性，保障铁轨负载下的平顺性，减少振动对沿线环境的影响，助力铁路轨道交通的安全运行。