近年来，随着交通运输业的不断发展，道路交通量越来越大，车辆轴载也逐渐增大，特别是一些大型载重货车的载重和轮胎胎压都在增加。

车辆载荷是使路面产生应力、应变和位移的外力，是促使路面破坏的原因之一。轮胎与地面之间的接触变形，也是影响车辆行驶阻力和通行性能的重要因素。无论是重载路面产生应力、应变的测试，还是车辆载重轮胎变形的测试，数字图像相关技术（DIC）都可以进行全过程测试，通过高速相机进行图形采集并进行图像数字化，对所选定图像区域进行匹配运算，从而获得面内位移和应变等力学信息。

DIC技术以其全场非接触性、测试环境要求低，测量精度高，适用范围广的优点，比传统测量方式更适用于路面结构变形、轮胎重载变形的力学研究。

重载路面变形测量

新拓三维XTDIC全场应变测量分析系统，可以测量重载车轮胎在作动器作用下，以一定的频率轧压路面计算路面的位移变化，弥补了传统的测量方法（位移计）只能提供小局部区域测量点数据，无法满足全场形貌变形测量的不足。

通过稳定的工业级的XTDIC系统，非接触式进行大视场测量，获取测量面的全场位移，从而获取路面全场位移数据。

非接触式三维光学测试技术（DIC技术），测试结果数据量丰富、全程记录被测物变形行为等特点，被越来越多的专家认可并实际使用。

测试重载轮胎胎轧压路面产生的位移，利用新拓三维DIC技术对被测路面进行数据采集，通过系统分析软件计算出被测路面的位移场。

将设备架设到位，重载轮胎作动器开始加载，当加载稳定后，DIC技术设备按照20帧的频率进行采集图像，最终分析出被测区域内的位移场数据。

通过选取关键点，绘制其位移历程曲线，可以看出离轮胎越近的点，位移趋势越明显，数值越大；选取远离轮胎的点，位移数值越小。此测量数据结果与有限元分析，与实际计算结果相符。

新拓三维XTDIC系统，集DIC技术和标记点跟踪分析技术于一体，能对路面位移进行位移测量，满足不同的测量范围和不同的采集频率的要求，分析载荷作用下路面结构应力变化，并对有限元分析模型进行验证，有助于更科学地进行路面结构设计和道路病害防治。

重载轮胎变形测量

测量重载汽车轮胎在经过不同障碍时的受力变形，利用新拓三维XTDIC系统采集轮胎经过障碍的过程，分析轮胎在经过障碍的全场应变，以实现对轮胎整体性能的分析。

实验中被测重载轮胎

不同规格的路障

对于重载汽车来说，轮胎性能非常关键，它在行驶中承受着各种变形、负荷力的考验。根据轮胎变形的测量需求，车辆加以重物配载，并设计模拟路障，对轮胎通过路障时采集的数据进行全场应变分析。

采用应变片等传统的测量方式有一定的缺陷，比如测量数据为应力应变数据，不直接反应轮胎的实际位移变形情况，同时只能为单点测量，无法反应轮胎整体变形场的信息，测量成本高。

XTDIC系统搭配高速相机取代传统的工业型相机，可瞬间抓拍轮胎通过障碍的全过程，可精确、稳定地采集高速运转下的车轮胎变形图像数据，配合XTDIC分析软件对所取的图像数据进行分析计算，得到实验数据结果。

在轮胎在接触障碍时，应变区域集中显示为红色；在从障碍落下与铁板接触后，整个轮胎底部变形明显，集中显示为红色。

未接触障碍时应变场

接触障碍时应变场

针对应变集中区域选取一点，绘制曲线，可反映出轮胎通过障碍时最大主应变随状态（时间）的变化。轮毂上贴置的标志点，效果明显，可分析得到该点的位移信息，绘制出相应的曲线。

变形区域内一点应变分析曲线

轮毂点位移分析曲线

在大视场条件下，借助高速摄影及XTDIC系统分析软件，实现了对轮胎通过路障时发生变形的监测，根据实验结果可反映出轮胎应变集中部位，绘制关键点以及轮毂点的数据曲线，从而达到分析轮胎和汽车性能的目的，进一步验证了数字图像技术的准确性和稳定性。

对于科学实验，一个稳定可靠的硬件设备是非常重要的，它可以助力研究人员大大减少误差，也可以科学合理为研究者提供精准数据，对于载荷下的路面结构变形测试，以及轮胎在载重下行驶的变形测试，新拓三维XTDIC测量系统无疑是一个很好的选择。