Оптический метод измерения напряжений

Оптический метод измерения напряжений основан на том принципе, что гомогенное стекло (глазурь) изотропно и поэтому пропускает лучи света во всех направлениях с одинаковой скоростью. Если же в стекле (глазури) имеют место напряжения, то 152 [c.152]

ОПТИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ [c.139]

Оптический метод измерения напряжений. Во многих случаях пластинки, на которые действуют лежащие в их плоскости внешние силы, имеют такой вид, что аналитическое исследование распределения напряжений становится затруднительным и приходится прибегать к исследованию опытным путем. Весьма пригодным для этой цели оказался оптический метод. [c.139]

Николя призма при оптическом методе измерения напряжений 140. [c.448]

Оптический метод измерения напряжений [c.276]

Вертгейм ввел в оптический метод изучения напряжений и деформаций весьма ценный прием измерения, а именно прием компенсатора. Он определил, с большой точностью, отставания, вызванные данными напряжениями в определенном куске кронгласа, который он затем применял как стандартный. Применение его заключалось в дифференциальном методе, сущность которого состояла в следующем. Стандартный образец прежде всего подвергается сжатию до чувствительной окраски. Другой образец, находящийся под небольшим напряжением, помещается затем против него, и если оси поляризации параллельны, то отставания просто алгебраически складываются. Окраска теперь совершенно изменяется, но при добавлении или уменьшении нагрузки на стандартный образец чувствительная окраска может быть восстановлена, тогда груз, добавленный или снятый со стандартного образца, измеряет отставание для второго образца. [c.182]

Оптический метод исследования напряжений в поляризованном свете, начало которому положил Максвелл (см. стр. 325), нашел широкое применение в XX веке. Менаже использовал его для проверки теории Фламана о распределении напряжений около точки приложения сосредоточенной силы ). Он воспользовался им также и в решении практической задачи исследования напряжений в арочном мосту ). Поляризационно-оптический метод позволяет установить разность между двумя главными напряжениями. Менаже показал, что сумму двух главных напряжений в исследуемой точке можно найти, если измерить в ней изменение толщины пластинки-модели. Эта идея была использована Кокером, сконструировавшим специальный поперечный тензометр для измерения этих изменений толщины. Он ввел также применение целлулоида, благодаря чему приготовление моделей для поляризационно-оптических испытаний было значительно упрощено. Труды Кокера ) содействовали широкой популяризации метода. Немало молодых научных работников-специалистов по фотоупругости приобрело свой первоначальный опыт в этой области как раз на практической работе в лаборатории Кокера при университетском колледже в Лондоне. [c.460]

В случае прозрачного тела помимо измерений относительной деформации, например, с использованием поляризационно оптического метода исследования напряжений могут быть проведены измерением смещения с помощью голографической интерферометрии непосредственно во внутренней области тела, см., например, [5.20, 5.21], Однако в случае непрозрачного тела, когда поле смещений определено только на поверхности тела, можно использовать соотношения механики сплошных сред для того, чтобы экстраполировать эту информацию на внутреннюю область тела. При этом следует различать два фактора. [c.169]

Чтобы можно было значения, полученные методом оптического определения напряжений, сравнить в реальной части с измеренными величинами, принимают во внимание масштаб длины X = /// масштаб измерения напряжений гр = о/о = Е Е и масштаб измерения нагрузки х = р/р = х при допущении строго статического закона подобия и при принятии = ц, (пуассонов-ский закон моделирования). При такой точке зрения можно сравнить зависимость о = / (6), определенную с помощью оптического метода нахождения напряжений и с помощью тензодатчиков. [c.255]

Метод муара есть оптический способ измерения напряженности поля, который позволяет получить наглядную картину [c.261]

Измерение деформаций с помощью хрупких покрытий. Метод хрупких покрытий, иногда называемый методом линий деформаций, позволяет в отличие от оптического метода наблюдать напряженное состояние не в моделях, а в реальных деталях. Для выявления качественных и количественных показателей напряженного состояния поверхность испытуемой детали покрывают специальным лаком, дающим после высыхания очень хрупкое покрытие, прочно связанное с поверхностью. Под воздействием внешней нагрузки в слое лака образуются трещины, определяющие напряженное состояние элемента конструкции. [c.140]

Разработан ряд прямых методов измерения характеристик напряженного состояния на поверхности раздела и адгезионной прочности. Поляризационно-оптический метод волокнистых включений наиболее надежен при определении локальной концентрации напряжений. Испытания методом выдергивания волокон из матрицы пригодны для измерения средней прочности адгезионного соединения, а методы оценки энергии разрушения — для определения начала расслоения у концов волокна. Прочность адгезионной связи можно установить по результатам испытаний композитов на сдвиг и поперечное растяжение. Динамический модуль упругости и (или) логарифмический декремент затухания колебаний применяются для определения нарушения адгезионного соединения. Динамические методы испытаний и методы короткой балки при испытаниях на сдвиг обычно пригодны для контроля качественной оценки прочности адгезионного соединения и определения влияния на нее окружающей среды. [c.83]

Наблюдение методами обычной световой микроскопии за процессами, предшествующими деформации, практически неосуществимо, так как накапливание внутренних напряжений, полигонизация и тому подобные явления, приводящие в дальнейшем к проявлению сдвигов и перемещений, сказывающихся на образовании микрорельефа на поверхности образца, не могут быть выявлены оптическими методами. Для исследования этих явлений целесообразно применение рентгеноструктурного анализа, позволяющего осуществлять прецизионное измерение периода решетки, оценку микро-иапряжений, фрагментации и разворота зерен и др. [c.159]

При изучении напряжений поляризационно-оптическим методом не обязательно выполнять условия (2.91) и (2.92). Коэффициент перегрузки выбирают таким образом, чтобы получить в модели число полос, достаточное для проведения точных измерений. Размеры модели, помещаемой на стрелу центрифуги, должны быть го- [c.69]

В первой половине книги кратко и систематически изложены общие основы метода. При этом авторы приводят минимальные нужные сведения о законах оптики, достаточно полно рассматривают устройство полярископов и необходимого дополнительного оборудования, приемы работы с ними, а также используемые зависимости между двойным лучепреломлением и напряжениями и способы проведения измерений. Они сообщают данные об упругих и вязкоупругих характеристиках используемых в США для изготовления моделей материалов, которые близки к отечественным, и анализируют закономерности их деформирования в связи с исследованиями напряжений при упругих деформациях, при изменениях температуры и действии импульсных нагрузок. Наряду с этим рассмотрены методы исследования напряжений на объемных моделях из материалов, позволяющих фиксировать получаемый при деформации оптический эффект. Весьма кратко изложены основные методы обработки данных поляризационно-оптических измерений. Для более быстрого и полного решения задачи также рекомендуется использо- [c.5]

Измерение двойного лучепреломления — весьма эффективное и точное экспериментальное средство определения напряжений и деформаций, используемое в поляризационно-оптическом методе. Как и другие экспериментальные методы, поляризационно-оптический метод применяют на практике в тех случаях, когда расчетные методы, пригодные в основном для тел с относительно простыми геометрией и граничными условиями, становятся слишком громоздкими. Применение поляризационно-оптического метода, однако, не ограничивается определением нолей напряжений и деформаций в телах сложной формы и со сложными граничными условиями, а распространяется также на разработку и проверку новых методов расчета. [c.8]

Точные измерения в поляризационно-оптическом методе обычно производят с использованием монохроматического света. Однако белый свет позволяет повысить путем использования цветных полос точность измерений в областях, где имеется небольшая величина двойного лучепреломления. Белый свет состоит из волн всех длин видимого спектра. Так как коэффициент оптической чувствительности С в соотношении (3.4) не зависит от длины волны, то при различных величинах разности главных напряжений станет возникать интерференция волн, соответствующих различным цветам спектра. В итоге получается картина изохром, состоящая из цветных полос и соответствующая полю напряжений. Цвет каждой полосы поля изохром соответствует дополнительному цвету для той длины волны, которая оказалась погашенной. В табл. 4.1 приведены приближенные величины разностей хода, соответствующих различным цветам в поле изохром. Надо отметить, что в этой таблице приведены лишь разности [c.111]

Существует много других методов, которые позволяют дополнять данные поляризационно-оптических измерений для определения всех напряжений. Одни из них применимы к плоским задачам, другие к пространственным, а некоторые и к тем и к другим. В настоящем разделе такие экспериментальные методы рассматриваются лишь как способ получения данных, дополняющих результаты измерения поляризационно-оптическим методом. Более детальные сведения можно отыскать в источниках, перечень которых помещается в конце данной главы. [c.215]

С а в е р и н М. М., Заоарцева В. М.. Использование оптического метода измерения напряжений при решении задач с упруго-пластиче-ским контактом, сб. ЦНИИТМАШ Исследование прочности стали , кн. 40, 1951. [c.534]

Регистрация искусственной анизотропии является очень чувствительным методом наблюдения напряжений, возникающих в прозрачных телах. Его с успехом применяют для наблюдения за напряжениями, возникающими в стеклянных изделиях (паянных и прессованных), охлаждение которых производилось недостаточно медленно. К сожалению, громадное большинство технически важных материалов непрозрачно (металлы), вследствие чего этот прием к ним непосредственно не приложим. Однако в последнее время получил довольно широкое распространение оптический метод исследования напряжений на искусственных моделях из прозрачных материалов (целлулоид, ксилонит и т. д.). Приготовляя из такого материала модель (обыкновенно уменьшенную) подлежащей исследованию детали, осуществляют нагрузку, имитирующую с соблюдением принципа подобия ту, которая имеет место в действительности, и по картине между скрещенными поляризаторами изучают возникающие напряжения, их распределение, зависимость от соотношения частей модели и т. д. Хотя приводимые выше эмпирические закономерности, связывающие измеренную величину По — и величину напряжения Р, позволяют в принципе по оптической картине заключить о численном распределении нагрузки по модели, однако практическое осуществление таких численных расчетов крайне затруднительно. Несмотря на ряд усовершенствований и в методике расчета, и в технике эксперимента, настоящий метод имеет главным образом качественное значение. Однако и в таком виде он дает в опытных руках довольно много, сильно сокращая предварительную работу по расчету новых конструкций. В настоящее время имеется уже обширная литература, посвященная применениям этого метода. [c.527]

H. И. Пригоровский, И. A. Разумовский. Измерение наибольших напряжений в пластинах с отверстиями, имеющими острые кромки.— Труды VII Всес. конф. по поляризационно-оптическому методу исследования напряжений, т. III. Таллин, пзд. АНЭст. ССР, 1971. [c.126]

На графике рис. 45 кружками и треугольниками обозначены экспериментальные значения показателя сингулярности M o(w), которые определены оптическим методом измерения значений разности напряжений Огг —Оев на лучах 0 = onst. Измерения ближе чем 0,02 см от вершины выреза осуществить не удалось, так как методы фотоунругости з там не работают . [c.167]

С другим примером использования оптического метода в измерении напряжений мы встречаемся в работе Менаже (M snager) ), который произвел проверку радиального распределения напряжений в пластинке под действием на нее сил, приложенных в ее срединной плоскости. Таким образом, мы видим, что уже в конце XIX века инженеры начали признавать ценность оптического метода исследования напряжений. Первые годы XX века были ознаменованы быстрым ростом его применений, ныне же этот метод стал одним из самых эффективных средств экспериментального исследования напряжений. [c.421]

В настоящее время имеется несколько экспериментальных методов измерения напряжений из которых наибольшее применение имеют тензометрический, рвнггенографический,, делительных сеток и. поляризационно-оптический методы. [c.6]

Интерферометрический метод измерения напряжений. Сумма главных напряжений сг + (72 в любой точке исследуемой модели может быть получена экспериментально и независимо от данных поляризационно-оптических исследований. Для этой цели можно использовать трехпластинчатый интерферометр, поместив в одну из его ветвей исследуемый объект. Модель следует нагрузить таким же образом, как и при поляризационном методе измерений. При этом целесообразно использовать модель из органического стекла. В этом случае будет иметь место изменение толи ины модели под нагрузкой [c.254]

Явление поляризации света лежит в основе ряда методов исследования структуры в-ва с помощью многочисл. поляризационных приборов. По изменению степени поляризации (деполяризации) света при рассеянии и люминесценции люжно судить о тепловых и структурных флуктуациях в в-ве, флуктуациях концентрации р-ров, о внутри- и межмолекулярной передаче энергии, структуре и расположении излучающих центров и т. д. Применяется поляризационно-оптический метод исследования напряжений, возникающих в ТВ. телах (напр., при механич. нагрузках), по изменению поляризации прошедшего через тело света, а также метод исследования св-в поверхности тел по измерению поляризации при отражении света эллипсометрия). В кристаллооптике поляризац. методы используются для изучения структуры кристаллов, в хим. пром-сти — как контрольные методы при производстве оптически активных веществ (см. также Сахариметрия)., в оптич. приборостроении — для повышения точности отсчётов приборов (напр., фотометров). [c.491]

Приборы для поляризационно-оп-тич. исследований отличает чрезвычайное разнообразие сфер применения, конструктивного оформления и принципов действия. Их используют для фотометрич. и пирометрич. измерений, кристаллооптич. исследований, изучения механич. напряжений в конструкциях (см. Поляризационно-оптический метод исследования напряжений), в микроскопии, в поляриметрии и сахариметрии, в скоростной фото- и киносъёмке, геодезич. устройствах, в системах оптической локации и оптической связи, в схемах управления лазеров, для физ. исследований электронной структуры атомов, молекул и тв. тел и мн др. [c.574]

Чрезвычайно разнообразны также и методы измерений. Простые измерительные линейки и сложные оптические приборы служат для измерения длины магнитоэлектрические, электромагнитные и тепловые приборы измеряют напряжение и силу тока манометры различных типов измеряют давление и т.д. Однако независимо от применяемого способа всякое измерение любой физической велшшны сводится к экспериментальному определению отношения данной величины к другой подобной, принятой за единицу. Так, например, измеряя длину стола, мы определяем отношение этой длины к длине другого тела, принятой нами за единицу длины (например, метровой линейки) взвешивая кусок хлеба, узнаем, во сколько раз его масса больше или меньше [c.13]

В КОМПОЗИТНЫХ моделях возникают некоторые трудности при определении напряжений по результатам поляризационно-оптических измерений вблизи поверхности скрепления разнородных элементов. Во многих случаях именно определение напряжений на поверхности скрепления представляет основной интерес. Для определения напряжений на поверхности контакта используют методы разделения напряжений, основанные на численном интегрировании уравнений равновесия в декартовых или иных координатах [5, 22], а также данные, получаемые с помощью других экспериментальных методо1в сеток, муаровых полос [22, 70, 72], фотоупругих покрытий [5], обычной и голЪграфической интерферометриж[22, 39]. [c.33]

Метод муаровых полос позволяет найти деформации и напряжения на поверхности контакта элементов композитной модели без использования поляризационно-оптического метода 70, 72]. Однако, если линейные деформации е и Ву можно найти этим методом довольно точно, то на деформацию сдвига уху сильно влияют угловые погрешности в установке эталонной сетки. Это отражается и на точности определения главных напряжений. Деформацию сдвига более точно можно вычислить по данным поляризационно-оцтиче-ских измерений [c.34]

Решение одной задачи несколькими методами часто практикуется во многих опубликованных работах авторов, в том числе и в настоящей книге. Целесообразность применения нескольких методов можно пояснить на следующих примерах. В моделях из оптически чувствительного материала иногда создаются весьма значительные перемещения (например, при фиксировании деформаций), которые можно довольно точно измерить очень простыми средствами. На фиг. П.1 показаны картины полос (а) и (б) и изменение формы (б) поперечного сечения объемной модели кольца сложной формы из оптически чувствительного материала. Диаметр модели кольца составляет около 200 мм. Изменения геометрических размеров порядка нескольких десятых миллиметра в плоскости кольца вдоль обозначенных линий и перпендикулярно к поверхности можно точно измерить микрометрами и индикаторами. Относительные деформации порядка 10" можно определить с помощью микроскопа. Относительные изменения толщины порядка 10 , возникающие в срезах, также можно легко измерить стандартным компаратором. Эти измерения дополняют и контролируют результаты, получаемые с помощью поляризационнооптических измерений. Для исследования распределения нестационарных напряжений и деформаций удобно поляризационно-оптический метод сочетать с методом полос муара (фиг. П.2 и П.З). [c.14]

Третьей характерной кривой является график зависимости между напряжением и деформацией для определенного момента времени. Ясно, что для любого момента времени этот график будет представлять собой прямую линию с постоянным углом наклона. Линейная зависимость напряжений от деформаций (В каждый момент времени есть следствие неявного предположения о линейности моделей, состоящих из пружин и цилиндров с поршнями. Эта линейная зависимость в общем случае очень важна при исследовании напряжений и деформаций поляризационно-оптическим методом, так как она позволяет распростра- нить результаты, полученные на моделях из вязкоупругого материала, на натуру из упругого материала. Большая часть вязкоупругих материалов обладает линейной зависимостью между напряжениями и деформациями в определенных пределах изменения напряжений и деформаций (или даже времени). Существуют и нелинейные вязкоупругие материалы, полезные в некоторых специальных задачах. Однако в большинстве случаев приходится выбирать материал с линейной зависимостью между напряжениями и деформациями и следить за тем, чтобы модель из оптически чувствительного материала не выходила в ходе испытания за пределы области линейности свойств материала. При фотографировании картины полос момент времени для всех исследуемых точек оказывается одним и тем же. Если используются дополнительные тарировочные образцы, то измерения на них необходимо проводить через тот же самый интервал времени после приложения нагрузки, что и при исследовании модели. Читатель, желающий подробнее ознакомиться с использованием расчетных моделей для анализа свойств вязкоупругих материалов, может обратиться к другим публикациям по данному вопросу, в частности к книге Алфрея [1] ). [c.122]

Измерениями толщины широко пользовались раньше специалисты по поляризационно-оптическому методу для определения суммы главных напряжений с целью последующего разделения главных напряжений. Ими для этого было разработано много тонких и точных приборов. Чтобы проиллюстрировать порядок измеряемых величин, предположим, что модуль упругости материала модели и коэффициент Пуассона при комнатной температуре соответственно равны 35 ООО кг см - и 0,4 и что сумма главных напряжений составляет 70 кгкм . По формуле (8.29) запишем [c.220]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...