新型非充氣輪胎（見圖1）的正向研發(fā)中，科學(xué)優(yōu)化材料（樹脂、橡膠等）配比，提升輪胎力學(xué)性能，提高車輛高速行駛中的可靠性、舒適性、燃油經(jīng)濟(jì)性是提升產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵。因此，針對“不同轉(zhuǎn)速下及沖擊載荷下輪胎形變量化分析”的研究成為新興熱點(diǎn)課題。

圖1 非充氣輪胎示意圖

       傳統(tǒng)應(yīng)變片（見圖2）接觸式測量法，客觀存在無法采集速度太快的對象，無法安裝布線（輪胎條幅過細(xì),僅1~3mm），無法實(shí)現(xiàn)高精度測量等痛點(diǎn)。

圖2 常見電阻應(yīng)變片

       千眼狼專為應(yīng)變場領(lǐng)域研發(fā)的非接觸高速視覺測量系統(tǒng)（見圖3）具有無需布線、高速采集，多點(diǎn)測量，支持單目二維、雙目三維測量等優(yōu)勢，通過追蹤物體表面的散斑圖像或特征標(biāo)記點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)形變過程中物體表面的三維坐標(biāo)、位移及應(yīng)變的動(dòng)態(tài)測量，亦可計(jì)算標(biāo)記點(diǎn)的位移、分析距離夾角、彈性模具、泊松比等專業(yè)數(shù)據(jù)，同時(shí)支持與載荷儀通信，直觀顯示載荷與應(yīng)變形態(tài)的對應(yīng)關(guān)系。

圖3 千眼狼應(yīng)變場測量系統(tǒng)

       近期在國內(nèi)某輪胎廠商進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究中，科研人員采用千眼狼應(yīng)變場測量系統(tǒng)研究了非充氣輪胎在不同轉(zhuǎn)速下，其內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)具體的形變量。

圖4 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場

實(shí)驗(yàn)裝置

       1. 里程機(jī)

       2.千眼狼高速攝像機(jī)5KF20

       3. 90mm定焦鏡頭、50mm變焦鏡頭

       4. 100W雙頭LED補(bǔ)光燈

       5. DIC專業(yè)分析軟件

       6. 筆記本電腦1臺

實(shí)驗(yàn)過程

       1. 架設(shè)相機(jī)，使相機(jī)與輪胎被拍攝部位正交拍攝，保持水平，在拍攝部位粘貼標(biāo)記點(diǎn)，并利用標(biāo)記筆繪制散斑；

       2. 快速標(biāo)定，畫面放置鋼尺，拍攝靜態(tài)圖片進(jìn)行二維標(biāo)定；

       3. 里程機(jī)啟動(dòng)，模擬不同轉(zhuǎn)速(大轉(zhuǎn)速180KM/h)；

       4. 采用千眼狼圖像采集軟件抓取圖像（見圖5）,采集速度3000 fps，支持180KM/h轉(zhuǎn)速下大4度/幀的抓取頻率；

圖5 整體轉(zhuǎn)動(dòng)下的非轉(zhuǎn)動(dòng)輪胎

       5. 將不同時(shí)間戳對應(yīng)的采集圖像導(dǎo)至DIC分析軟件中進(jìn)行處理，擬合出整體轉(zhuǎn)動(dòng)標(biāo)記點(diǎn)分析與局部散斑分析曲線（見圖6、圖7）。

圖6 整體標(biāo)記點(diǎn)分析曲線 

圖7 局部散斑分析 

       取得各實(shí)驗(yàn)條件（不同轉(zhuǎn)速）下分析曲線、散斑圖后，科研人員會建立既有輪胎材料配比模式下的位移、形變量數(shù)據(jù)庫，再調(diào)整配比，進(jìn)行若干次同類型實(shí)驗(yàn)。同時(shí)結(jié)合其他重要的撞擊實(shí)驗(yàn)、滾阻實(shí)驗(yàn)的形變量數(shù)據(jù)，運(yùn)用專業(yè)數(shù)理模型，找出理論曲線，繼而反向推出的樹脂、橡膠材料配比，助力新型輪胎的研發(fā)定型。