ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Исследование напряжений в поляризованном свете. Определение цены полосы из "Лабораторный практикум по сопротивлению материалов " Метод основан на явлении оптической анизотропии многих прозрачных аморфных материалов, наблюдаемом при нагружении их внешними силами. К таким материалам, называемым, оптически чувствительными, относятся стекло, целлулоид и многие пластмассы. После снятия нагрузки свойство оптической анизотропии исчезает, что дало основание термину фотоупругость, и самый метод исследования иногда называют методом фотоупругости. [c.130] Можно экспериментально установить распределение напряжений в модели исследуемой детали, изготовленной из оптически активного материала. Такое же распределение напряжений существует и в действительной детали, так как характер распределения напряжений не зависит от материала детали, а только от ее формы и вида нагрузки. Напряжения в действительной детали пропорциональны напряжениям в модели ). [c.130] При просвечивании образца пучком параллельных лучей (на рис. 85 границы пучка показаны пунктиром) всем точкам образца, в которых значения — (ij одинаковы, будут соответствовать одинаковые значения б и, следовательно, одинаковая освещенность экрана. [c.133] Вследствие непрерывности поля напряжений в образце такие точки образуют непрерывные последовательности, т. е. линии или полосы, называемые изохромами (см. ниже рис. 90 и 92). Так, точки, где 6 = 0, К, 21 и т. д., образуют темные полосы, Полосу, соответствующую б = , будем называть полосой 1-го порядка полосу, соответствующую 6 = 2 , — полосой 2-го порядка, и т. д. Темные полосы на экране разделены светлыми полосами, причем переход от темноты к свету происходит постепенно. Порядок двух соседних темных полос отличается на единицу. [c.133] Приращение разности Oj — главных напряжений, соответствующее изменению порядка полосы на единицу, обозначенное выше через Of,t и называемое ценой полосы пластинки, определяется экспериментально и составляет предмет настоящей работы. Ниже, в п. 5, описано проведение опыта. [c.133] Величину (То будем называть приведенной ценой полосы или ценой полосы для данного материала она зависит от оптических свойств материала и часто именуется оптической постоянной материала. Иногда за оптическую постоянную принимают величину наибольшего касательного напряжения, равную То = oJ2. [c.134] В таблице 39 приведены значения оптической постоянной и предела пропорциональности некоторых оптически активных материалов. [c.134] Наибольшей оптической чувствительностью обладают фенол-формальдегидные пластмассы — висхомлит, бакелит и др., и поэтому они находят наибольшее применение. Однако эти материалы отличаются так называемым краевым эффектом, заключающимся в том, что обработанные механически края образца на экране всегда имеют интерференционные полосы, особенно после длительного хранения. Целлулоид не дает краевого эффекта, но обладает малой оптической чувствительностью. Получили также распространение глифталевая смола 0 глифтамал ) и, особенно, эпоксидная смола ЭД-6, обладающие хорошими оптическими качествами и пригодные для изготовления плоских и объемных моделей ). [c.134] Если пользоваться не монохроматическим, а белым светом, то на экране наблюдаются цветные полосы, окрашенные в цвета спектра, так как длины волн цветов спектра различны и они оказываются в наивыгоднейших условиях интерференции (см. -равенства 67) при различных значениях напряжений. Все точки одной какой-либо изохромы (одноцветной полосы) соответствуют точкам образца с одинаковой разностью главных напряжений di — Og. [c.135] Описанный метод определения разности главных нормальных напряжений или наибольшего касательного напряжения по картине изохром называется методом полос. Другой метод — визуальный — основан на применении особого оптического прибора, при помощи которого определяют разность хода S, а затем по формуле (66) вычисляют напряжение. Наибольшее распространение имеет метод полос. [c.135] Если плоскость /—/ (рис. 86) колебания лучей, вышедших из поляризатора, параллельна какой-либо из главных площадок в данной точке образца (иными словами, если крест полярископа совпадает с крестом главных площадок), то разложения луча не происходит на экране в данном месте будет темная точка. Такие точки в непрерывном поле напряжений образуют темные линии, называемые изоклинами. Во всех точках одной изоклины направления главных площадок параллельны направлениям креста полярископа. [c.135] Вращая нагруженный образец или, наоборот, вращая полярископ (поляризатор и анализатор в скрещенном состоянии), а образец оставляя неподвижным, заметим, что изоклина перемещается по изображению образца система же изохром, как обусловленная только величинами б, при этом, конечно, остается без изменения. [c.135] Каждому положению полярископа относительно образца соответствует вполне определенная изоклина (а иногда и не одна). На рис. 87, а совмещены изоклины для круглого диска, сжатого двумя сосредоточенными силами в диаметральном направлении. Изоклины соответствуют значениям угла между крестом полярископа и линией действия сил, равным 5°, 10°, 15 и т. д. [c.136] На каждой изоклине изображены крестиками соответствующие положения креста полярископа, совпадающего с крестом главных площадок. Для всех точек одной изоклины наклон крестиков один и тот же. [c.136] Оптическое исследование круглого диска, сжатого по диаметру (изображена четверть диска) а — изоклины 6 — построение нзостат. [c.136] Нанеся достаточное количество крестиков (рис. 87, б) на изоклинах, можем провести ряд кривых, параллельных главным площадкам и, следовательно, главным напряжениям. Э-ги кривые, ззаимно-перпендикулярные друг другу, суть изостаты или траектории главных напряжений, изображающие поле напряжений в образце. [c.136] В случае белого света можно получить круговую поляризацию только для одного какого-либо цвета спектра. Обычно толщину пластинок рассчитывают на средний в спектре желтый цвет, длина волны которого равна 0,5896 микрона (остальные цвета спектра будут при этом поляризованы по эллипсам). [c.137] На рисунке 89 показано напряженное состояние элемента, выделенного в растянутой нижней зоне балки. [c.139] Вернуться к основной статье