Метод фотоупругости — Применение

При изучении распределения напрян<ений в зоне сопряжения цилиндрических оболочек, а также при изыскании оптимальной формы подкрепления профилированных патрубков корпусов и сосудов весьма эффективным оказывается испытание объемных моделей методом фотоупругости с применением замораживания . В работе [2] для анализа распределения напряжений в наиболее характерных сечениях из модели вырезали тонкие пластинки-сре- [c.137]

Искусственное двойное лучепреломление используется для изучения деформаций в прозрачных телах. Такой метод исследования деформации, называемый методом фотоупругости, нашел широкое применение в различных областях науки и техники. Одним из важных применений фотоупругости является использование его при исследовании распределения напряжений в оптических стеклах, возникающих при их изготовлении, а также при исследовании остаточных напряжений. [c.285]

За последние годы в решении таких практически важных задач были достигнуты значительные успехи, В тех случаях, когда получить точное решение затруднительно, были развиты приближенные методы. В некоторых случаях решения были получены с помощью экспериментальных методов. В качестве примера МОЖНО назвать метод фотоупругости для решения двумерных задач теории упругости. Приборы для применения методов фотоупругости можно теперь найти как в университетах, так и во многих промышленных испытательных лабораториях. Результаты [c.15]

Наряду с тензометрическим методом исследования напряжений в инженерной практике и в области научных исследований широкое применение находит также поляризационно-оптический метод, иначе называемый методом фотоупругости. [c.229]

Следует отметить, что применение метода фотоупругости не ограничивается плоскими моделями. Известны методы исследований на объемных моделях, в том числе вращающихся. Известны также методы, используемые для исследования термонапряженных состояний. Сочетание методов фотоупругости и муара дает возможность решать весьма сложные задачи по исследованию напряжений в зонах кон- [c.70]

Приложение к решению специальной задачи. Предположим, что необходимо исследовать экспериментально напряжения и деформации, возникаюш ие при набегании ударной волны на различные препятствия, встречаюш,иеся в той среде, в которой распространяется волна. Можно рассмотреть возможность экспериментального исследования данной задачи на моделях, сделанных в уменьшенном масштабе, исследование которых обходится дешевле исследования натурных конструкций. Например, напряжения можно определить методом фотоупругости, и для отыскания перемещений, а следовательно, и деформаций можно воспользоваться чисто оптическим методом. Рассмотрим возможность применения таких экспериментальных методов для исследования указанной задачи на основе рассмотренных нами методов теории размерности. Предупреждаем, однако, что этот пример следует рассматривать только как иллюстрацию применения методов, рассматриваемых в этом разделе, и хотя при этом получается ряд законов моделирования, которые необходимо соблюдать при проведении эксперимента, все же нет оснований полагать, что эти законы достаточно полно отражают все условия, которые встречаются в этой задаче. Для такой новой задачи, как рассматриваемая, вполне допустим при предварительном анализе упрощенный подход. Однако может оказаться, что в этой задаче оказывают влияние еще какие-то нерассмотренные дополнительные параметры. Переменные параметры, присутствующие в данной задаче, указываются в приведенном ниже выражении, изображающем функциональную зависимость напряжений в некоторой точке [c.461]

Величины и распределения номинальных напряжений являются исходными для определения местных напряжений (механических и температурных) в местах конструктивной концентрации напряжений (выточки, галтели, отверстия, витки резьбы и т. д.). Местные напряжения могут быть оценены на основе обширной справочной информации по теоретическим коэффициентам концентрации напряжений, полученной из решения краевых задач теории упругости, а также из экспериментов (в частности, методом фотоупругости). Значительные возможности в определении местных напряжений в зонах концентрации связаны с расширяющимся применением ЭВМ и численных методов решения краевых задач (методы конечных элементов, конечных разностей, граничных интегральных уравнений). В большом числе случаев местные напряжения в зонах концентрации (с учетом температурных и остаточных напряжений) могут превосходить предел текучести, обусловливая повторное упругопластическое деформирование. [c.10]

Моделирование напряженного состояния роторов центробежных сепараторов с применением фотоупругости [2, 3] в сочетании с тензометрическими исследованиями напряжений позволяет более надежно оценивать номинальную и местную напряженность. Тем не менее для быстро вращающихся составных конструкций сложной формы, заполненных жидкой неоднородной смесью, применение метода фотоупругости и тензометрирования требует оценки точности полученных результатов для каждого метода в отдельности такая оценка может быть проведена путем тензометрирования самой оптической модели. [c.123]

С целью получения исходных данных для определения циклической прочности и ресурса роторов был использован метод фотоупругости на моделях из оптически чувствительного материала с применением замораживания дефор,маций, дополненный разработкой оптических моделей специальной конструкции и способов моделирования напряженно-деформированного состояния полых роторов. [c.123]

Задачи сложного взаимодействия деталей высокоскоростных роторов, оценки точности результатов и выбор оптимальных форм конструкций позволяет решить сочетание методов фотоупругости, тензометрирования и численного расчета с применением ЭВМ [б, 7]. Вместе с этим получение экспериментальных данных о сопротивлении циклическому деформированию и разрушению роторных материалов позволяет выполнить уточненную оценку долговечности деталей роторов по стадии образования макротрещин. [c.123]

Для обеспечения прочности его основной детали — силового винта и, в частности, узла сопряжения головки винта с крышкой ротора и резьбовой частью были проведены исследования напряжений и деформаций на моделях из оптически чувствительного материала методами фотоупругости и тензометрирования, а также вариационно-разностным методом с применением ЭВМ. [c.125]

При измерении динамических деформаций и напряжений приведенные выражения позволяют вычислить искомые величины для каждого момента временн. Для измерения объемной деформации в точке в тело помещают розетку из шести датчиков, что позволяет получить систему из шести независимых уравнений вида (123) [21]. Следует указать также, что при исследовании полей напряжений и деформаций существенную помощь оказывает применение оптических методов — метода фотоупругости и метода муара [18, 22]. [c.40]

Коэффициенты концентрации напряжений определяются разнообразными методами, включая непосредственные измерения деформаций, применение методов фотоупругости, использование методов теории упругости и проведение расчетов методом конечных элементов. Исследование напряжений методом фотоупругости было до недавнего времени самым широко распространенным способом изучения распределения напряжений и определения коэффициентов концентрации напряжений около различных геометрических особенностей. Метод основан на использовании двойного лучепреломления многих прозрачных материалов при деформировании их под нагрузкой. Анализ интерференционных полос, образующихся при просвечивании деформированных моделей из оптически активных материалов поляризованным светом, позволяет количественно охарактеризовать распределение напряжений в теле и рассчитать коэффициенты концентрации напряжений. В последние годы метод конечных элементов при определении коэффициентов концентрации напряжений в значительной степени потеснил метод фотоупругости. Численные значения коэффициентов концентрации для разно [c.401]

Как, однако, говорилось в начале главы, особенности и условия нагружения во многих случаях таковы, что концентрация напряжений не поддается математическому исследованию. В подобных случаях для определения коэффициентов концентрации напряжений используются экспериментальные методы и расчеты по методу конечных элементов. Ранее уже упоминалось, что метод конечных элементов является самым распространенным методом вычисления коэффициентов концентрации напряжений. Среди других иногда используемых методов можно назвать применение механических, оптических или электрических экстензометров с малой базой, метод хрупких лаковых покрытий, метод дифракции рентгеновских лучей и метод фотоупругости. [c.410]

Трудность расчетного определения полей деформаций и напряжений у вершины трещины привела к необходимости разработки и применения экспериментальных методов исследования деформаций и напряжений. В настоящее время достаточно хорошо разработаны и эффективно используются методы фотоупругих покрытий, сеток, муара, тензометрии, рентгеновского анализа, травления, дифракционных решеток, электронной микроскопии, фазовой интерференции, нанесения медных покрытий, голографии, прямого наблюдения полированной поверхности образцов (1, 10, 6, 34, 49, 56, 130, 187, 199, 260, 261, 287], позволяющие исследовать поля деформаций при статическом и циклическом [c.15]

Недавно модель Дагдейла была модифицирована с целью учета эффекта разгрузки [37] впереди тонкой пластической зоны [38]. Остаточные напряжения в наклепанном материале на обоих берегах распространяющейся трещины при этом были смоделированы при помощи двух сосредоточенных сил вблизи вершины физической трещины, как показано на рис. 9 [38,39]. Эта модель была подвергнута экспериментальной проверке в некоторых опытах с применением метода фотоупругости. [c.59]

Применение материалов I класса. Для материалов I класса справедлива зависимость б = С2Т. Их целесообразно применять при исследовании поля деформаций. Для таких материалов параметры оптической изоклины характеризуют направления главных деформаций способ определения деформаций у не отличается от принятого в методе фотоупругости. [c.123]

Малышев Л. К-, Применение метода фотоупругости к исследованию распространения волн напряжений, Строительная механика и расчет сооружений , № 6, 1960. [c.251]

Иногда в резиновых деталях встречаются выточки или отверстия, уменьшающие, например, поперечное сечение пластины. Чем меньше радиус выточек, тем больше концентрация напряжений в таких местах, ведущая к значительному снижению прочности и длительности срока службы детали. Исследование напряжения в местах концентрации последнего может быть произведено методом фотоупругости [19]. Поскольку прочность резины определяется рядом факторов и условий применения, установление допустимых напряжений или деформаций для резиновых деталей пока мало изучено. Графический метод расчета допускаемых условных напряжений в резиновых деталях, подвергаемых сжатию, используется в ограниченных пределах [20]. [c.14]

Истинное контактное напряжение в отдельных зонах может быть найдено методом фотоупругости [40]. Несколько иные значения при е = 0,10 4-0,40 приведены в работе [41], а дальнейшее уточнение применения метода фотоупругости дано в работе [42]. [c.237]

Отметим также работы по применению метода фотоупругих покрытий к исследованию концентрации напряжений в пластической области [2.2, 2.3, 5.1, 5.2]. [c.280]

Александров А. Я., Об одной возможной схеме применения метода фотоупругости к исследованию плоских упруго-пластических задач. Труды Новосибирского ин-та инженеров железнодорожного транспорта, 1952, j4o 8, 89—94. [c.530]

Ахметзянов М. X., Применение метода фотоупругих покрытий для определения напряжений и деформаций в гибких плитах и оболочках. Изв. АН СССР, Механ. и машиностр., 1964, № 1, 199—201. [c.544]

Методом фотоупругости решаются разнообразные задачи при оценке устойчивости склонов, откосов и подземных выработок. Сравнительная простота эксперимента, наглядность получаемых данных, возможность моделировать действие гравитационных и тектонических сил, а также изучать массивы сложного строения, высокая точность получаемых результатов определяют широкое применение этого метода в практике инженерно-геологических исследований. [c.150]

В. Ф. Трумбачев, Л. С. Молодцова. Методика исследования напряжений в объемных моделях методом фотоупругости в применении к задачам горного давления.— Сб. Физико-механические свойства, давление и разрушение горных пород . Изд-во АН СССР, 1962. [c.112]

Далли и др. [52] использовали методы фотоупругости для наблюдения за двумерными волнами в ортотропных пластинах, армированных волокнами. Исследование такого рода оказалось возможным благодаря созданию ортотропного материала с двойным лучепреломлением, обладающего достаточной прозрачностью для применения метода фотоупругости (см. работу [140]). Авторы изучили кратковременное воздействие нагрузки, приложенной к краю полубесконечной пластины, а также неограниченную пластину с отверстием, по краю которого создавалась импульсная нагрузка, вызываемая взрывчатым веществом — азидом свинца (рис. 19). Анизотропный характер волны напряжения (отношение модулей я 3,0) показан на рис. 19. Нерегулярная кайма, [c.310]

В данном томе излагаются методы определения характеристик материала по характеристикам его компонентов (теория эффективных модулей), анализируется линейно упругое, вязкоупругое и упругопластическое поведение композ1Щионных материалов, рассматриваются конечные деформации идеальных волокнистых композитов, описывается применение статистических теорий для определения свойств неоднородных материалов. Далее приводятся решения задач о колебаниях в слоистых композитах и о распространении в них воли, критерии разрушения анизотропных сред, описание исследования композиционных материалов методом фотоупругости. [c.4]

До настоящего времени применение метода фотоупругости к изучению динамических явлений было весьма ограничено. Он использовался автором [16, 17] для изучения распространения трещины и Хантером [37] для изучения распространения волн. [c.495]

Для перехода от значений внешних нагрузок (номинальных напряжений) к локальным напряжениям и деформациям необходимо располагать в соответствии с нормами расчета энергетических конструкций на малоцикловую усталость [2] значениями кэффициен-тов концентрации напряжений (при упругих деформациях) и коэффициента концентрации деформаций К , если местные напряжения превышают предел текучести материала. Если для геометрических концентраторов напряжений типа отверстий, галтелей, выточек и т. п. такие данные в области упругих деформа ий широко представлены в работах [3, 4], то применительно к сварным соединениям строительных конструкций такая систематизация до настоящего времени отсутствует. В связи с этим были проведены исследования зон концентрации напряжений и деформаций в стыковых и угловых швах при простейших способах нагружения (растяжение, изгиб) с применением [5] методов фотоупругости и фотоупругих покрытий. При исследованиях варьировались следующие величины, характеризующие геометрию сварного шва и определяющие уровень концентрации напряжений для стыковых швов — относительная высота наплавленного металла к его ширине q e, относительная ширина шва е/5, радиус перехода р и толщина свариваемых пластин з для угловых швов — соотношение катетов, радиус перехода р и толщина з. Диапазон изменения этих параметров был выбран на основе стандартных допусков на геометрию швов, выполненных ручной дуговой сваркой плавящимся электродом, автоматической и полуавтоматической под слоем флюса и дуговой сваркой в защитных газах. Было принято, что в стыковых сварных соединениях относительная высота валика шва не превышает 0,7, а относительная ширина шва находится в пределах 0,03 е/з 3,4. С увеличением толщины свариваемых пластин относительная высота и относительная ширина шва. [c.173]

Однако в последние годы область применения поля-ризационно-оптического метода резко расширилась. Появились новые самостоятельные направления метод фотоупругих покрытий, фотопластичности, фотоползучести, термофотоупругости, динамической фотоупругости, исследования дефектов в кристаллах и другие. Дальнейшее развитие этих направлений несомненно приведет к существенному расширению круга инженерных задач, решаемых поляризационно-оптическим методом. [c.110]

Разработаны также способы фиксации оптич. анизотропии, вызванной тепловыми напряжениями, при облучении моделей у-лучами. Это позволяет моделировать задачи пространственной териоупругости (метод радиац. фототермоупругости). Применение скоростных кинокамер и синхронизирующих устройств, согласующих во времени дивамич. нагружение моделей и съёмку картин полос, вызванных упругими волнами, лежит в основе динамич. фотоупругости. [c.59]

Наиболее эффективными методами наблюдения концентрации напряжений являются методы фотоупругости и фотопластичности. Пропускание через образцы из специальных смол или пластиков поляризованного света создает вокруг концентраторов напряжений интерференционный узор. Определение напряжений по интерференционному узору требует применения более сложного математического аппарата по сравнению с прямыми аналитическими расчетами, так как необходимо учитывать еще двойное лучепреломление [1]. Аналогия поля напряжений с магнитными или электростатическими полями основана на схожести основных математических уравнений, описывающих эти свойства материала. [c.20]

Метод фотоупругости — широко применяющийся оптический экспериментальный метод исследования напряженного состояния, в котором используется искусственная оптическая анизотропия, возникающая в прозрачных диэлектриках при приложении нагрузки. В отличие, например, от метода каустик, который применяется только при исследовании напряженного состояния тел с трещинами, метод фотоупру-гости имеет значительно более широкий диапазон использования. Применение метода фотоупругости к задачам динамической механики разрушения впервые было продемонстрировано в работе [ 108 ]. [c.86]

В работе [ 107 ], в которой устанавливается теоретическая связь каустик с характеристиками сингулярного эластодинамического поля напряжений, указьшается, что другие экспериментальные методы (методы фотоупругости, муара, голографической интерферометрии, датчиков деформаций и др.) при применении к задачам динамики трещин имеют ряд недостатков. Так, оптические методы, основанные на обобщенном законе Ньюмарка-Максвелла, подвержены влиянию таких отрицательных факторов, как изменение индекса рефракции, несовер- [c.97]

Так возникла голографическая интерферометрия — метод, нашедший применение в интересующей нас области, а именно, в анализе деформаций диффузно отражающих поверхностей непрозрачных тел. Действительно, поскольку в этом методе све товые волны могут быть зарегистрированы в один момент времени, я затем восстановлены в любой другой, то получают ин терференционную картину, образованную сложением волновых фронтов, соответствующих двум различным не существовавшим одновременно состояниям объекта. Таким образом, измеряют деформации, которые происходят между двумя состояниями объекта. Благодаря уникальной возможности изучать тела любой формы, исследовать сам объект, а не его модель, проводить точные измерения и получать большое количество разнообразной информации с помощью голографической интерферометрии, она вскоре стала широко применяться наряду с методом фотоупругости и методами, основанными на изучении муаровых картин и спектр-структур, причем каждый из этих методов испытывал влияние остальных, [c.8]

Эти три метода можно осуществить на практике с волновыми полями, полученными различными способами, их можно также использовать в самых разнообразных случаях, описанных, например, в работах [4.24—4.31]. Так, с их помощью можно исследовать волны, пропущенные прозрачной средой или отраженные зеркальными поверхностями. Качество оптических методов измерения деформаций, таких как метод фотоупругости и получения контуров, спекл- и муаровый методы, может значительно повыситься при применении голографической записи волн. Далее, однако, остановимся лишь на проблеме определения деформаций, отличающих два состояния непрозрачного тела, диффузно отражающего свет, Вощодые поля, которые бу [c.78]

Хотя методы фотоупругости начали развиваться с начала XX века, однако они сравнительно только недавно вышлиза пределы качественного анализа напряжений. По оценке специалистов, развивающих эту область, в настоящее время метод фотоупругости является мощным техническим средством количественного исследования распределения напряжений, которое, по крайней мере, в области задач плоского напряженного состояния по своей надежности, практичности и широте применения превосходит все другие методы. Не существует другого метода, который позволял [c.807]

Целесообразно упомянуть также о некоторых экспериментальных возможностях решения задач пластичности с упрочнением, связанных с методом фотоупругости. Имеется в виду применение метода фотоупругих покрытий и метода фотоползучести. [c.117]

УСП — выкрашивание опорных плошадок в Т-образных пазах. Поэтому для повышения жесткости, надежности и долговечности универсально-сборных приспособлений необходимо создавать новые конструкции пазов на основе исследования напряжений в них, а также исследовать и совершенствовать и другие элементы конструкций. Изучение напряженного состояия в пазах базовых плит и опор целесообразно выполнять в процессе экспериментов с применением метода фотоупругости, позволяющего получить [c.144]

Попытки применения метода фотоупругости, н в частности — моделей, например, из эпоксидной смолы, для исследования явления образования в кровле свода обрушения нельзя считать удачным, поскольку прн этом не воспроизводится влияние собственного веса пород на характер работы и разрушения пород кровли, ибо в нем используются модели весьма малых абсолютных размеров из материалов, имеющих большие пределы прочности на растяжение, что исключает возможность воспроизведения влияния собственного веса пород, слагающих кровлю выработки. Воспроизведение этого явления в методе фотоупругости в принципе не исключено при использовании соответствующих фотоупругнх материалов (возможно типа игдатина), однако эта. методика разработана пока недостаточно. [c.43]

Во многих случаях граничные условия для переменной которые требуются для построения такой мембраны, могут быть получены из картины фотоупругих полос. Как известно, эта картина дает величины О — Оу. На свободной границе одно из главных напряжений, скажем Оу, равно нулю, и сумма + становится равной —Сту. Кроме того, в точках границы, где нагрузка нормальна к ней и имеет известную величину, сама нагрузка равна одному из главных напряжений, и фотоупругие измерения разности достаточны для определения суммы главных напряжений. Тому же самому дифференциальному уравнению удовлетворяет электрический потенциал тока, проходящего через пластинку, что может служить основой для применения метода электроаналогии ). Помимо этих экспериментальных процедур, развиты и эффективные численные методы, которые обсуждаются в Приложении. Главные напряжения можно также определять чисто фотоупругим методом, более сложным, чем те, которые описаны в 48 и 49. [c.174]

На рис. 112 показано применение метода. На нем представлен конечный результат серии муаровых и фотоупругих наблюдений, проведенных Дюрелли ). [c.177]

Выбранное авторами название Фотомеханика является для советского читателя условным. Авторы книги не воспользовались принятым во многих странах, в том числе и у нас, термином фотоупругость , так как в настоящей книге, кроме фотоупругости , рассмотрены еще задачи так называемых фотовязкоупругости , фотопластичности , фототермоупругости и динамической фотоупругости . Все эти задачи решаются с применением поляризационно-оптического метода, который следует рассматривать как универсальный, разрабатываемый в настоящее время по ряду направлений. [c.5]

Основные сведения из оптики, необходимые для понимания поляризационно-оптического метода, носят общий для всех его приложений (фотоупругость, фотовязкоупругость, фотопластичность, динамическая фотоупругость и др.) характер. Большая часть используемой аппаратуры тоже имеет общее назначение. Методы фото упругости, однако, разработаны полнее других применений поляризационно-оптического метода. Авторы стремились изложить в настоящей книге самые общие принципы, приложимые ко всем разделам поляризационно-оптического метода, хотя большая часть примеров, приводимой литературы и рассматриваемых приложений относится к упругим задачам. [c.8]

Основоположник метода исследования напряжений при помощи поляризованного света Д. К. Максвелл еще в 1850 г. писал Доктор Брью-стер (1816 г.) открыл, что механическое напряжение вызывает в прозрачных телах временную анизотропию в отношении поляризованного света, а Френель (1822 г.) отождествил ату анизотропию с двойным лучепреломлением в кристаллах [9, с. 301]. Просвечивая поляризованным лучом модели из желатина и стекла, он обнаружил линии одинакового цвета (изохромы), соответствующие местам, в которых разность главных средних нормальных напряжений имеет одну и ту же величину. Таким образом была получена полная картина распределения напряжений в модели. Однако предложение Максвелла не получило применения до 1891 г., когда его соотечественник К. Вилсон [9, с. 420] использовал для исследования балки этот оптический метод, получивший название фотоупругости. В России начало оптическому анализу напряжений положил в 1903 г. проф. В. Л. Кирпичев [9, с. 384]. [c.214]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...