Фотоупругость динамическая

К достоинствам подобных систем относятся повышенное по сравнению с обычными микроскопами разрешение, возможность регулирования яркости, контраста и масштаба изображения электронным способом, большой динамический диапазон (до 60 дБ и более). Для контроля материалов, прозрачных только в инфракрасном диапазоне спектра (кремний, германий, арсенид галлия), применяют лазеры, излучающие на соответствующих длинах волн, в сочетании с фотоприемниками, обладающими нужной спектральной чувствительностью. Возможно исследование объектов в поляризованных лучах, контролирование в них напряжений методом фотоупругости, а также исследование магнито- и электрооптиче-ских свойств материалов при использовании соответствующих источников электромагнитных полей. [c.96]

Метод фотоупругости особенно полезно сочетать с методом муаровых полос при исследовании динамических задач, когда трудно получать полное семейство изоклин в течение одного эксперимента. Для получения двух линейных деформаций необходимы два семейства муаровых полос, сетка поэтому должна содержать два семейства параллельных линий одна система линий параллельна оси х, другая—оси у. [c.34]

Зависимость между напряжениями и деформациями при динамической нагрузке. Для динамических исследований авторами широко использовались низкомодульные прозрачные материалы, позволяющие обходиться простым оборудованием для фотографирования и обеспечившие поэтому сугцественные успехи в области динамической фотоупругости. Это выясняется после знакомства с данными, приведенными в табл. 5.11 и 5.12. Скорость [c.145]

Динамическое нагружение среды искровым разрядом. Исследование характера возмущений в среде, вызванных электрическим разрядом, скорости их распространения и параметров является важным этапом на пути к решению задачи о разрушающем действии разряда. Визуализация возмущения с помощью теневой съемки и метода фотоупругости при скоростной съемке процесса во многом позволяет дать ответ на поставленные выше вопросы. [c.55]

Для оценки поля напряжений в твердом теле высокую информативность представляет метод динамической фотоупругости. Первые оценки напряженного состояния даны в /22/. Следуя /30/, на основании картины поля изохром оценивается разность двух главных напряжений [c.60]

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]

Формула (3.28) дает связь между величиной деформации e ,j и перемещением и н может быть применена при исследовании плоских вязкоупругих волн экспериментальными методами, в частности, методом динамической фотоупругости. [c.47]

В монографии [19] показано, что в случае длины волны /, распространяющейся в пластинке толщиной 2/г, удовлетворяющей неравенству 2/i// 0,2, скорость волны сжатия в пластинке близка к скорости распространения продольной волны в пластинке, полученной из упрощенного уравнения продольного колебания. Тот же результат дает и метод динамической фотоупругости. [c.249]

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]

В последние годы получила развитие динамическая механика разрушения [248], использующая аналитические, численные и экспериментальные методы. Для экспериментального исследования напряженного состояния вблизи вершины трещины и кинетики трещины применяют различные методы, включая методы фотоупругости и теневых зон (метод каустик). [c.145]

Уэллс и Пост (1958 г.) тщательно исследовали динамические напряжения около быстро распространяющихся трещин методом фотоупругости. Они пришли к выводу, что распределение динамических напряжений около вершины трещины приближается к картине напряжений, которая наблюдается в таком же образце при статическом растяжении. На участках, удаленных от трещины, имеет место незначительное начальное возмущение поля напряжений, которое по существу такое же, как и в статических условиях. [c.33]

Местные напряжения в резьбах определяли методами, описанными ранее, которые содержали как математические решения, так и исследование двухмерных моделей, полученных методом фотоупругих покрытий (рис. 39). Первоначально была принята резьба с укороченным профилем и видоизмененной формой выступов. Испытания проводили для ее сравнения с упорной резьбой, причем большое внимание уделяли радиусам переходов во впадинах резьбы. Эти испытания показали, что максимальные напряжения во впадинах меньше в видоизмененной резьбе, чем в упорной. Поэтому в окончательной конструкции применили первую резьбу с тщательно выбираемым и контролируемым радиусом перехода во впадинах. Правильность выбора в дальнейшем была подтверждена результатами испытаний на выносливость, при которых идентичные трубчатые модели с резьбовыми соединениями различного профиля подвергали действию повторных динамических импульсов давления. При этом возникали напряжения, позволяющие имитировать условия стрельбы. Упорная [c.325]

Конечно, дискретный характер роста трещины может привести к серьезным сомнениям относительно справедливости теории, которая строится на предположении непрерьшного роста трещины. Однако исследование процесса динамического распространения трещин методом фотоупругости говорит в пользу справедливости принятия концепции средней скорости распространения трещины Дж.Р. Ирвина. В частности, дискретный характер распространения вершины трещины не влияет на картину полос изохром (см. рис. 4.1), т. е. на напряженно-деформированное состояние окрестности вершины бегущей трещины. [c.123]

Рис, 3. Набор 16 интерференционных картин, полученных методом динамической фотоупругости и иллюстрирующих высокую скорость распространения трещины в образце ОБН-ЦПН. Кадры 1—16 соответствуют 21, 42, 66, 89, 115, 142, 164, 190, 220, 242, 271, 303, 339, 368, 401, 441 мкс. [c.108]

Этот метод исследования напряжений (разделы метода фотоупругость, фотопластичность, фотовязкость, динамическая фотоупругость и др.) позволяет определять поля деформаций и напряжений при действии известным образом расположенных нагрузок. Модели выполняют подобными по форме и нагрузке исследуемой детали или конструкции и просвечиваются в полярископе. Разности главных напряжений и их направления в плоскости наблюдения определяют измерением порядка полос интерференции или по точкам при просвечивании плоской модели или среза замороженной объемной модели. По напряжениям в модели, используя формулы по- [c.337]

В последние годы получила развитие динамическая механика разрушения [32], использующая аналитические, численные и экспериментальные методы. Для экспериментального исследования напряже1пюго состояния вблизи вершины трещины и кинетики трещины применяют различные методы, включая методы фотоупругости и теневых зон (каустик). Созданные модели динамического разрушения используют те же положения, что и для квазистатиче-ского разрушения, а именно - представления о коэффициенте интенсивности напряжений и условие постоянства удельной энергии разрушения. Эти модели динамического разрушения базируются на предположении о непрерывном характере роста трещин. Экспериментальные данные, однако, показывают дис- [c.297]

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]

С фотоупругостью, вообще говоря, связано много подходов к изучению механики композитов. В настоящей главе рассма триваются некоторые из этих методов, такие, как микрофото-упругость, двумерное моделирование поперечных и продольных сечений, трехмерное моделирование и динамическая фотоупругость. Демонстрируются приложения этих методов к конкретным задачам. [c.495]

Динамические фотоупругие исследования композитов сравнительно немногочисленны. Хантер [37] описал предварительное динамическое фотоупругое исследование распространения волны в модели композита. Двумерная модель, состоящая из чередующихся полос материалов волокна и матрицы , подвергалась взрывной нагрузке на одном конце при фотографировании динамических картин полос в качестве источника света применялся лазер с модулированной добротностью. Исследование носило качественный характер, а модель была нереалистической, поскольку отношение динамических модулей материалов волокна и матрицы составляло всего 1,61. Автор [16, 17] провел фотоупругое исследование динамики распространения трещин в более реалистической модели волокнистого композита. Цель этой работы заключалась в изучении распространения в матрице однонаправленного волокнистого композита трещины, возникающей при разрушении одного внутреннего волокна. Внезапно высвобождающаяся энергия обычно вызывает распространение трещины по направлению к соседним волокнам. Постановка эксперимента и результаты этого иследования вкратце описываются ниже. [c.540]

Флинн П. Д., Фрахт М. М. Об определении главных напряжений при динамических условиях с помощью метода фотоупругости при косом просвечивании.— Прикл. механика. Тр. Амер. о-ва инженеров-механиков. Сер. Е, 1961, 83 № 1, с. 171—172. [c.226]

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]

Почти каждая книга или обзор по поляриаационно-оптиче-скому методу содержит довольно большой перечень материалов, применяющихся в фотоупругости. Авторы решили не перечислять здесь всех материалов, а ограничиться рассмотрением лишь тех из них, которыми они обычно пользовались при проводимых ими исследованиях и которые чаш,е всего используются в исследовательских лабораториях К ним относятся следующие материалы 1) колумбийская смола R-39, которая применяется многими исследователями при рассмотрении плоских моделей 2) полиуретановый каучук, который применяется главным образом для репгения динамических задач, а также иногда для исследования плоских температурных задач [c.114]

Кузьмин В. С. Развитие методики исследования распространения трещин методом динамической фотоупругости.— Автореф. дис.. .. канд. техн. наук. — М. 1978.-18 с. [c.330]

Одним из перспективных экспериментальных методов исследования волновых процессов в вязкоупругих средах является метод динамической фотоупругости [21, 47, 59], который получил широкое применение, в частности в лаборатории исследования напряжений Московского инл<енерно-строительного института им, В. В. Куйбышева. [c.3]

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]

Обзор работ того периода, сделанный работниками арсенала Уотертаун (1953 г.), показывает, что на решение этой проблемы были направлены объединенные усилия нескольких артиллерийских лабораторий, которые применяли самые современные методы экспериментальной и аналитической механики. В число последних входили, например, метод трехмерных хрупких покрытий, метод фотоупругих покрытий, измерение давлений в канале ствола с помощью пьезоэлектрических датчиков, а также измерение динамических деформаций с помощью специальных тензометров. Эти работы указывали на то, что разрушения являются результатом приложения повторных нагрузок, вызывающих напряжения, значительно превышающие предел выносливости материала. Они привели к разработке и принятию на вооружение видоизмененных конструкций орудий, в которых концентрация напряжений была устранена или уменьшена. [c.280]

Отметим, что искажения оптического пути в активных элементах при оптической накачке могут происходить не только в результате нагрева. При существенном изменении соотношения между концентрациями возбужденных и невозбужденных ионов активатора показатель преломления может изменяться вследствие различной конфигурации электронных оболочек ионов в этих состояниях. Эффект особенно сильно проявляется в трехуровневых средах (например, в рубине), где для достижения усиления необходимо перевести в возбужденное состояние не менее половины всех ионов активатора. В таких средах неоднородность инверсии, связанная либо с неоднородностью накачки, либо с локальным сбросом инверсной населенности за счет развивающейся генерации, может вызвать динамическую неоднородность показателя преломления. Она бывает настолько сильной, что приводит к так называемой самомодуляции добротности. В четырехуровневых средах инверсная населенность, как правило, составляет величину не более 10—15 % от концентрации активатора и указанным изменением показателя преломления по сравнению с температурным можно пренебречь [исключение могут составлять так называемые атермальные стекла (см. п. 1.4), в которых температурное изменение показателя преломления скомпенсировано фотоупругостью]. [c.32]

В случае твердого тела при пространственно неоднородном его нагреве, используемом в большинстве случаев для записи динамических решеток, на втором этапе возникают пространственно неоднородные напряжения в среде, а изменение плотности оказывается весьма малым. Поэтому основной вклдд вносят фотоупругие напряжения, характеризуемые константой (Эи/ 7 )т , поскольку возникающие отклонения температуры весьма малы по сравнению с равновесной. [c.56]

Наиболее важными методами динамической механики разрушения являются экспериментальные методы исследования напряженного состояния вбпизи вершины трещины. Среди них выделяются оптические экспериментальные методы широко известный метод фотоупругости, метод теневых зон (каустик) и метод проецирования на фокальную плоскость. Первый основан на анализе картин изохром, получающихся при прохождении света через оптически чувствительный материал, а второй и третий - на преобразовании сингулярности напряжений в оптическую сингулярность. При этом для определения коэффициентов интенсивности напряжений анализируется размер сингулярной (теневой) зоны или интенсивность света в сингулярной точке на фокальной плоскости. Последние два метода могут применяться и в случае отраженного света, что позволяет исследовать металлические образцы. Каждый из указанных методов о Опадает своими характерными достоинствами и недостатками, однако в целом они позволяют исследовать распространение трещин с достаточной точностью. [c.6]

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]

Метод динамической фотоупругости, т. е. метод. фотоупругости с регастрадией картин интерференционных полос на высокоскоростной камере, является весьма эффективным для исследования задач хрупкого разрушения, так как он позволяет получать одновременно информацию как о пути и скорости распространения трещины, так и о напряженно-деформированном состоянии в окрестности вершины трещины. [c.86]

Аналогично тому, как при применении метода сингулярных конечных эле-ментов включение высишх членов разложения полей вблизи веришны распространяющейся трещины повышает точность результатов, так и в методе динамической фотоупругости полезно включать в обработку полей напряжений удаленные от вершины петли и высшие члены разложений. Характерный пример улучшения точности полученных в этом саучае результатов приводится на рис. 4.7 [ 61 ]. [c.91]

Для многих докладов характерен комплексный подход к проблеме, основанный на сочетании экспериментальных и расчетных методов. В качестве примера можно указать удачное использование комплексной функции напряжений Вестергаарда и расчетов на ЭВМ для того, чтобы по данным измерения напряжений методом динамической фотоупругости в некоторой области, удаленной от конца трещины, определить динамический коэффициент интенсивности напряжений в ее конце. [c.7]

На рис. 1 приведены результаты исследований методами динамической фотоупругости, выполненных в университете г Мэриленд, На рисунке показана зависимость скорости трещины от К. полученная при распространении трещины в прозрачных пластинах из гомалита-100 толщиной 9,5 и 12,7 мм. Для измерения скорости роста трещин применяли 1б-кадро-вую многоискровук) камеру типа Кранца-ГИардина, Эксперименты проводились при комнатной температуре. Значения К получали по измерениям изохром вблизи конца трещины. [c.17]

Описаны результаты экспериментального исследования динамического процесса распространения трещины в двух полимерах, обладающих двойным лучепреломлением,— гомалите-100 и эпоксиде КТЕ. С помощью высокоскоростной многоискровой камеры регистрировались фотоупругие картины изохром, получаемые методом фотоупругости при распространении трещин в образцах с одним боковым надрезом (ОБН) при центральном нагружении, эксцентричном приложении нагрузки и при нагружении по линии трещин. Экспериментальные данные, полученные для каждого полимера в нескольких испытаниях, охватывают распространение трещин со скоростями от предельной до соответствующей моменту остановки. [c.101]

Чтобы прояснить многие детали, связанные с очень сложными измерениями мгновенных величин К, наблюдаемых в течение распространения и остановки трещины, требуется экспериментальный метод, который давал бы наряду с К распределение поля напряжений по всему образцу. Как показано в пионерских работах Уэллса и Поста [2], а также Ирвина [3] и более поздних работах Кобаяси и др. [4—6], мгновенные величины К могут быть определены при помощи метода динамической фотоупругости. При таком подходе образцы изготавливаются из пластин прозрачных материалов, обладающих двойным лучепреломлением, а значения К в процессе распространения и остановки трещины получаются по динамическим изохромам, регистрируемым при помощи многократной мгновенной фотосъемки. [c.102]

В предлагаемой работе описаны результаты тщательного изучения методом динамической фотоупругости двух материалов с целью получения их характеристик разрушения. Исследованы материалы гомалит-100, очень хрупкий полиэфирный материал, обычно применяемый при исследованиях методом динамической фотоупругости, и модифицированный эпоксид КТЕ, являющийся более вязким, но и более чувствительным к скорости, чем гомалит-100. Детально рассмотрены методики проведения экспериментов и обработки данных. Полученные результаты представлены в виде зависимостей К от скорости трещины в диапазоне К, соответствующих стадии остановки трещины — нижний предел и стадии ветвления трещины — верхний предел. [c.102]

НОЙ поверхностью, и он Не меняет свойств при длительном нагружении. Кларк и Сэнфорд [7], изучая оптическую постоянную материала fa, показали, что она не зависит от скорости нагружения. Динамическое поведение гомалй-та-100 также рассматривали Кобаяси, Уэйд и Брэдли [8] они показали, что этот материал является пригодным для фотоупругих исследований распространения трещины. Он был выбран для исследования в связи с тем, что является полимером, наиболее часто используемым в исследованиях, проводимых методом фотоупругости, а также потому, что это один из наиболее хрупких и доступных материалов с двойным лучепреломлением. [c.103]

Локальное напряженное состояние в окрестности конца трещины в процессе ее распространения измерялось с использованием метода динамической фотоупругости для того, чтобы получить мгновенную фотографию изохром. Использованная система высокоскоростной фотографии представляет собой многоискровую камеру Кранца — Шардина, которая описана ранее в [13]. Система давала возможность получать [c.107]

Методы, основанные на явлении двойного лучепреломления, служат незаменимым инструментом при решении экспериментальных задач исследования напряжений. За последние 50 лет в технической литературе появилось бессчетное количество публикаций, относящихся к статической фотоупругости, и почти во всех из них рассматривались бесконечно малые деформации. Были разработаны также многочисленные приложения метода к анализу динамических задач обзор работ в этой области, опубликованных к 1962 г., содержится в статье [1]. Дальнейший прогресс в развитии экспериментальных методов после этого достигнут в связи с применением рассеянного света [2] и голографии, позволяющей исследовать трехмерные модели [3]. С другой стороны, применение фотомеханики к исследованию пластических деформаций было ограничено несколькими случаями, относящимися лишь к статическим условиям нагружения. Но даже при таких ограниченных целях в процессе исследования пришлось столкнуться с серьезными трудностями, связанными с соблюдением подобия между моделью и прототипом и определением соответствующих оптических свойств. Природа трудностей, по-видимому, обусловлена попыткой моделировать не зависящие от скорости пластические деформации при помощи известного зависящего от скорости поведения подходящих материалов модели. Обзор этой темы содержится в работах [4, 5]. [c.214]

Величина давления в момент схлопывания, по-видимому, никогда не была определенно зафиксирована экспериментально. Хэррисон [12] сообщал об измерениях давления в жидкости на расстоянии 10 см от центра схлопывания, которые дали максимальные значения до 10 атм. Он пришел к выводу, что в центре схлопывания давление достигало 4000 атм. В интересном исследовании разрушающего действия кавитации Саттон [47] определял напряжения на твердых поверхностях при ударе с помощью фотоупругих материалов и камеры Эллиса с ячейкой Керра. Он получил значения давления до 2-10 ат, однако они основаны на недостаточно точно известных характеристиках фотоупругих материалов при динамическом нагружении. Подобные несистематические данные не дают представления об истинных значениях давления, развивающегося в момент схлопывания каверны. [c.178]

С целью оценки вязкоупругих свойств сетчатых полиизоциащ ратов в условиях динамического воздействия рассмотрим импульсы картин полос m t) в различных сечениях / стержней. Для сопоставления значения импульсов т 1) нанесены на один график (рис.73) со сдвигом по времени, учитывающим скорость распространения волны в материалах. В отличие от типичного вязкоупругого полимера (см. рис.73,б) для образцов сетчатых полиизоциануратов с л = 1. .. 9 характерно незначительное изменение формы импульсов и их длительностей, (см. рис.73,а) наблюдаемое с увеличением пройденного в стержнях расстояния, что свидетельствует о небольшой их вязкоупругости при импульсном нагружении.Следовательно, оптически чувствительные сетчатые полиизоциащ раты пригодны для исследования напряженно-деформированного состояния слоистых сред методом динамической фотоупругости. [c.254]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...