Поляризационно-оптический метод исследования распределения напряжений

Польди приборы 3—13 Польстеры осевых букс тендеров 13 — 399 Поляризационная оптика 3 — 263 Поляризационно-оптический метод исследования распределения напряжений (2-я) — 394 [c.207]

Прозрачные модели для поляризационно-оптического метода исследования распределения напряжений 1 (2-я) — 396 Прозрачные оптически-активные материалы — [c.222]

ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ [c.519]

Поляризационно-оптический метод исследования распределения напряжений 320 [c.1083]

Поляризационно-оптический метод исследования напряжений на прозрачных моделях (метод фотоупругости) позволяет находить распределение и величину напряжений (в пределах упругости ) в зависимости от формы (плоской и объёмной) деталей при различных способах нагружения модели (статическом, динамическом, центробежными силами). Метод основан на том, что вызванные нагрузкой изменения оптических свойств в точках прозрачной модели могут быть измерены и выражены количественно в величинах, определяющих напряжения. [c.250]

Поляризационно-оптический метод исследования напряжений на прозрачных моделях из оптически чувствительных материалов (метод фотоупругости) позволяет получать распределение и величину напряжений в деталях машин, элементах сооружений любой формы и размера, а также в массиве горных пород с выработками различного назначения. [c.7]

Наиболее сложными являются задачи экспериментального изучения распределения деформаций, и напряжений в деталях машин и элементах сооружений. Эти задачи возникают по разным причинам. Одна из них состоит в том, что в коиструкциях современных машин ответственные детали имеют настолько сложную конфигурацию, что теория сопротивления материалов далеко не всегда может дать исчерпывающий ответ на вопрос об их прочности. В таких случаях на помощь приходит изучение напряженного состояния детали или ее модели путем применения специальных экспериментальных методов исследования деформаций и напряжений. К их числу относятся тензометрия, поляризационно-оптический метод, рентгенометрия, метод лаковых (хрупких) покрытий, метод аналогий (мембранной, электрической, гидродинамической и пр.). [c.6]

Поляризационно-оптический метод обладает преимуществом по сравнению с механическими и оптическими тензометрами, так как он выявляет общую картину распределения напряжений, тогда как тензометры дают сведения лишь для отдельных точек. Эта особенность метода позволяет сравнительно легко исследовать поля напряжений, т. е. определять направления и величины напряжений для всех точек. Рассматриваемый метод особенно полезен при исследовании концентрации напряжений, и для выбора оптимальных формы и размеров деталей машин и конструкций при их проектировании. [c.8]

Метод исследования и проведение экспериментов. Распределение напряжений около подкрепленного отверстия в растянутой пластине было исследовано поляризационно-оптическим методом в сочетании с методом муаровых полос. Эскиз модели показан на фиг. 9.45. [c.270]

Разработана методика исследования на прозрачных моделях поляризационно-оптическим методом напряженного состояния многослойных цилиндрических оболочек в процессе их навивки. Представлены результаты экспериментов но определению особенностей распределения напряжений по слоям оболочки при навивке без натяжения и с натяжением, а также при действии внутренних давлений. [c.387]

Если полученные при натурных тензометрических исследованиях корпусов ЦВД напряжения являются номинальными, то для определения местных напряжений следует учесть эффекты концентрации. При этом необходимо иметь в виду, что величина коэффициента концентрации существенно зависит от формы кривой распределения напряжений по толщине стенки. Для режимов нагружения турбины типа останова с принудительным расхолаживанием или естественным остыванием характерно плавное распределение напряжений по толщине стенки. Для этого случая по экспериментальным данным [4] теоретический коэффициент концентрации о в галтели расточки на внутренней поверхности корпуса ЦВД оценивается величиной 1,8—2,0. На режимах, сопровождающихся резким изменением температуры тонкого слоя металла внутренней поверхности (тепловой удар), концентрация напряжений практически отсутствует. К таким режимам следует отнести толчок роторов и резкий сброс нагрузки. В меньшей степени градиент напряжений в стенке ЦВД выражен при отключении турбогенератора от сети в этом случае величина схц (учитывая действительное распределение температур по толщине стенки) составляет 1,2—1,3. Указанные величины коэффициентов концентрации были определены поляризационно-оптическим методом. [c.60]

Экспериментальных данных по распределению давления при прессовании (выдавливании) опубликовано мало. В работе [32] приведены результаты исследования контактных напряжений поляризационно-оптическим методом при прессовании свинца. Часть опытных данных из этой работы представлена на рис. 23. [c.35]

Данные по распределению нормальных и касательных контактных напряжений, полученные поляризационно-оптическим методом при волочении свинцовых полос сечением 4,75- 5,5Х 10 мм через плоскую матрицу с углом конусности а = 2°, 4° и 8°, приведены на рис. 59. Скорость волочения составила около 0,02— 0,03 м/с. Характер распределения нормальных давлений существенно зависит от угла конусности волоки и в меньшей мере от величины обжатия. При а = 2° максимум давления смещен к плоскости выхода, в то время как при а — 4° давление распределяется вдоль очага деформации приблизительно равномерно, а при а = 8° имеется ярко выраженный максимум вблизи плоскости входа (последнее согласуется с результатами других исследований [74]). Эпюры удельных сил трения во всех случаях имеют седлообразный вид, но изменение сил трения на протяжении очага деформации не очень велико. [c.68]

Очевидно, что расчет напряжений в зонах отверстий указанных выше типов методами плоской теории упругости и теории пластин и оболочек принципиально невозможен. Вследствие большой сложности расчетного анализа напряженного состояния около отверстий переменного диаметра и косых отверстий методами трехмерной теории упругости для оценки напряжений около таких отверстий проводят экспериментальные исследования поляризационно-оптическим методом или методом тензометрии [5, 6, 8]. Полученные в этих работах данные о концентрации и распределении напряжений около отверстий переменного диаметра и косых отверстий в корпусах и сосудах представляют большой интерес, но, к сожалению, они относятся лишь к некоторым частным случаям соотношений размеров отверстий и видов нагрузок и не позволяют получить систематические данные для определения напряжений. [c.111]

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]

Отмеченные выше современные возможности поляризациоНнО--оптического метода достигнуты благодаря получению новых высококачественных материалов для моделей и развитию метода измерений. Рассмотренные в главе III методы и примеры исследований показывают, что с применением поляризованного света оказывается в настоящее время практически возможным решать с необходимой точностью различные сложные задачи распределения напряжений. [c.160]

Выбор того или иного метода или их выгодного сочетания определяется основными задачами исследования. Например, для определения деформаций оптических деталей наиболее точен и удобен метод пробных стекол, а также их исследование при помощи различных интерферометров. При изучении напряжений эффективным является поляризационно-оптический метод, позволяющий не только видеть качественную картину распределения напряжений в деталях, но и достаточно точно оценивать их количественные характеристики. [c.4]

Описанный поляризационно-оптический метод применяется для исследования напряженного состояния прямых зубьев при равномерном распределении нагрузки по их ширине. Исследование напряженного состояния непрямых зубьев этим методом теоретически возможно, но оно настолько усложняется, что становится нецелесообразным. [c.72]

Эксцентрично расположенные отверстия являются концентраторами вследствие местного повышения напряжений в прилегающих к этим отверстиям зонах полотна диска. Приближенное теоретическое решение задачи о распределении напряжений во вращающемся диске с эксцентричными круглыми отверстиями методом наложения дано в работах [64, 95]. Наличие концентраторов напряжений не дает возможности точного теоретического решения задачи о распределении напряжений вблизи зоны концентрации. Оценка прочности таких конструкций проводится экспериментальными методами. Для опытного изучения напряжений используются поляризационно-оптические методы исследования прозрачных моделей (метод фотоупругости), основанные на свойстве некоторых прозрачных изотропных материалов становиться оптически анизотропными и приобретать способность к двойному лучепреломлению при возникновении напряженного состояния. С помощью двойной поляризации пучка света, проходящего через нагруженную прозрачную модель, получаются видимые линии, в точках которых разность главных напряжений имеет одинаковую величину — изох ромы. С помощью этого метода можно также получить и направления главных напряжений [58]. [c.103]

Экспериментальные методы У. т. (метод многоточечного тензометриро-вания, поляризационно-оптический метод исследования напряжений, метод муаров и др.) позволяют в нек-рых случаях непосредственно определить распределение напряжений и деформаций в исследуемом объекте или на его поверхности. Эти методы используются также для контроля решений, полученных аналитич. и численными [c.789]

Поляризационно-оптический метод (метод фотоупругости) наиболее полно разработан для исследования плоского напряженного состояния тела. Он основан на известнрм из теории упругости принципе, согласно которому в упругой зоне характер распределения напряжений в теле из любого изотропного материала не зависит от его упругих постоянных. Ввиду этого изучение напряженного состояния исследуемого объекта может быть произведено на геометрически подобной модели, изготов-. ленной из изотропного материала, который в напряженном состоянии становится оптически анизотропным (двоякопрелом-ляющим). Обстоятельное описание этого метода дано в главе четвертой. [c.8]

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]

В отдельных работах отмечалось, что поляризационно-оптическим методом можно исследовать распределение напряжений в моделях за пределом упругости. Однако для пластических деформаций зависимость между двойным лучепреломлением и напряжениями становится, вообще говоря, нелинейной и различной для каждого материала. Для исследования этих деформаций чаще всего используются найлон и целлулоид (нитрат целлулозы). [c.91]

При полном исследовании распределения напряжений поля-ризационно-онтическим методом определяют порядки полос (изохром) и параметры изоклин. Необходимо иметь в виду, что данных поляризационно-оптических измерений достаточно для полного решения лишь узкого круга задач. В большинстве случаев полное решение задачи ноляризационно-онтическим методом оказывается трудоемким и требует использования расчетных и других экспериментальных методов. Большую часть задач лучше всего решать сочетанием нескольких экспериментальных методов. [c.97]

Методика исследования и проведение эксиеримеита. Подробное изучение распределения напряжений в квадратной пластине с круглым отверстием в центре, по контуру которого приложено равномерное давление, было проведено поляризационно-оптическим методом, а также с помощью хрупких покрытий и электрической аналогии. Поляризационно-оптический метод позволил получить картину полос интерференции, дающую по всему полю наибольшие касательные напряжения и напряжения на ненагру-женном контуре. На электрической модели из электропроводной бумаги находили линии одинаковых сумм главных напряжений (изопахи). С помощью хрупкого покрытия были определены направления главных напряжений. Распределение напряжений было изучено в 5 пластинах с разным отношением диаметра отверстия к длине стороны пластины (D/a) [16]. [c.258]

Некоторые вопросы определения напряжени и деформаций от изменяющихся во времени нагрузок могут быть успешно решены поляризационно-оптическим методом. Так как эти задачи очень важны, а методика эксперимента при их исследовании отличается от обычной для решения плоских и пространственных задач методики, этим задачам посвящена отдельная глава. К настоящему времени поляризационно-оптический метод применялся для наблюдения и проверки некоторых особенностей распространения волн деформаций и решения некоторых задач распределения напряжений при действии динамических нагрузок. Недавно был опубликован обзор различных применений поляризационно-оптического метода для изучения динамических напряжений [1] ). Теоретические основы процесса распространения волн изложены в ряде работ, например в книге [2] ). [c.366]

Большинство решений о распределении напряжений в местах концентрации относится к плоским задачам теории упругости и пластичности или получено на основе упрощающих гипотез теории пластин и оболочек. Поэтому К. н. изучается в основном эксперимеитально (методом фотоупругости, тензометрирования и др.). В последние годы исследован ряд нрострапственных задач К. н. методом замораживаиия деформаций (см. Поляризационно-оптический метод). Для уменьшения или устранения К. н. применяются разгружающие надрезы, усиления края отверстий и вырезов рёбрами жёсткости, накладками и др., а также упрочнение материала в зоне К. н. разл. способами технол. обработки. [c.456]

В работах [78, 79] изучали распределение контактных напряжений вдоль стенки контейнера при прямом и обратном прессовании свинцовых полос и прутков, а также при закрытой прошивке с образованием стакана. В исследованиях применяли поляризационно-оптический метод. Основные опыты проведены на плоских образцах размерами 60X40X6 мм при степени деформации 50%. Скорость прессования составляла 0,03 мм/с. Напряжения фиксировали при трех положениях пуансона относительно стенок контейнера. На рис. 60 показаны эпюры контактных напряжений, полученные при прямом и обратном прессовании плоских образцов. Установлено, что распределение напряжений при осесимметричной деформации лишь незначительно отличается от плоской деформации. [c.68]

А. Тимпе ), рассмотрев несколько частных случаев, пришел к решениям X. С. Головина для изгиба части кольца парами и силами, приложенными по концам. Круглое кольцо представляет собой простейший случай многосвязной области, и общее решение для него содержит многозначные члены. Тимпе дает физическое истолкование факту многозначности решений, принимая во внимание остаточные напряжения, возникающие в результате разрезания кольца, смещения одного конца в месте разреза относительно другого и последующего соединения их тем или иным способом. Как мы уже упоминали выше (см. стр. 421), общее исследование решений двумерных задач для многосвязных контуров было проведено Дж. Мичеллом ), показавшим, что распределение напряжений в этом случае не зависит от упругих постоянных материала, если объемные силы отсутствуют, а поверхностные силы таковы, что их равнодействующая обращается в нуль на каждом контуре. Это заключение представляет большую практическую важность в тех случаях, когда исследование напряжений производится поляризационно-оптическим методом. Случай кругового диска, нагруженного в произвольной точке сосредоточенными силами, был исследован Р. Миндлином ). Автор настоящей книги изучил частный случай напряженного кругового кольца, именно сжатие его двумя равными противоположно действующими по диаметру силами ). При этом было показано, что в сечении, расположенном на некотором расстоянии от точек приложения нагрузок, достаточно точным для практических целей является даваемое элементарной теорией Винклера гиперболическое распределение напряжений. Другие примеры деформации круговых колец были изучены Л. Файлоном ) и Г. Рейсснером ). К. В. Нельсон ) в связи с задачей [c.486]

Большинство прозрачных материалов под действием деформаций становится двоякопреломляющим. Получаемая оптическая анизотропия связана с возникающими деформациями (напряжениями) и может быть замерена с помощью поляризационного света. Исследования ведутся на прозрачных моделях той же фор.мы, что и изучаемая деталь нагрузка модели, подобная нагрузке детали, прилагается к модели статически или динамически. Метод измерения разработан применительно к исследованию распределения напряжений в деталях плоской и объёмной формы, выполненных из однородного материала, при деформации в пределах пропорциональности. Более полное изло-жеыье метода см. [431, [45]. [c.320]

Распределение напряжений в сечении 70 различных типов отечественных и зарубежных манжет с целью выбора оптимального профиля исследовано на моделях поляризационно-оптическим методом [96]. Выбранная оптимальная конфигурация профиля принципиально совпадает с наилучшим профилем, рекомендованным Саймонсом, который провел тщательное экспериментальное исследование влияния отдельных параметров на утечку через манжеты (рис. 38). [c.69]

Неоднородность пластических деформаций. Анизотропия свойств материала и неоднородность его структуры приводят к неоднородному распределению пластических деформаций в поли-кристаллическом теле. Так, например, исследования, проведенные поляризационно-оптическим методом [27], показали, что сталь марки 12Х18Н9Т лишь при напряжении 100 МПа деформируется упруго при о 160 МПа около 50% зерен претерпевают пластическую деформацию, а при (г = 200 МПа пластическая деформация обнаруживается во всех зернах. Пластическая де- [c.73]

При изготовлении моделей из прозрачных оптически активных материалов распределение н величина напряжений могут быть установлены по картинам полос, которые возникают на таких моделях при деформациях в усло-Еиях освеш,ения их поляризационным светом. Метод широко применяют при исследовании концентрации напряжений в плоских деталях сложной конфигурации (зубья шестерен, замковые соединения лопаток турбин и т. д.). [c.35]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...