Метод каустик

Широко известен метода теневых полос, называемый иначе метод каустик. Он основан на следующем оптическом эффекте. Образец с трещиной просвечивается параллельным пучком света. Повышение интенсивности напряжений в окрестности вершины трещины вызывает уменьшение толщины [c.141]

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]

Еще один широко известный метод теневых полос, имеющий и другое название — метод каустик, основан на [c.106]

В случае использования прозрачного материала метод каустик еще называют методом проходящих каустик, в отличие от метода отраженных каустик (в случае непрозрачного материала). Последний имеет ряд преимуществ, так как он может применяться и к металлам. Кроме того, каустики, сформированные проходящим светом, имеют малый размер. В то же время для отраженных каустик можно добиться любого увеличения. [c.97]

В течение определенного периода методом каустик исследовалось распространение трещин в статическом приближении, т. е. с интерпретацией динамических испытаний при помощи статических уравнений, а возникающее при этом рассогласование относили к погрешности измерений. Кроме того, предполагалось, что оптические свойства материала остаются неизменными при нагружении волнами напряжений и при распространении трещин. Затем, однако, была установлена сильная зависимость оптических свойств от скорости нагружения и скорости распространения трещины, что потребовало соответствующей тарировки и введения поправочных множителей для некоторых констант при определенных видах нагружения. [c.97]

Приведем некоторые результаты применения метода каустик к исследованию распространения трещин. [c.111]

Таким образом, расчет суммарного дифракционного поля в неоднородной структуре закаленного слоя валка складывается из расчета поля методом перевала вдали от каустики с учетом неоднородности структуры металла и с применением функции Эйри вблизи каустики, после чего решения списываются. [c.424]

Содово-щелочный метод применяют для размягчения карбонатной, гипсовой или силикатной накипи, а также для смешанных накипей. При этом способе размягчения накипи применяют 1—2 кг соды каустика или фосфата на 1 т котловой воды и подвергают их длительному кипячению в котле. Твердая накипь переходит в рыхлые отложения в виде шлама, который легко удаляется путем промывки. [c.342]

КВАЗИОПТИКА — асимптотич. метод для описания дифракции коротких волн в спсте. ах, размеры к-рых d существенно превышают длину волны .. К. уточняет геометрической оптики метод в окрестностях каустик и фокусов, в зонах полутени, при описании широких волновых пучков и т. п. [c.258]

Знания геометрической волновой поверхности на выходе оптической системы или, что эквивалентно, семейства лучей, ортогональных к этой поверхности, во многих случаях достаточно для описания системы. Оно позволяет найти фокальные точки, каустики, другие характеристики. Однако в некоторых случаях геометрическая оптика неприменима, например в окрестности фокальной точки, т. е. там, где радиус кривизны волновой поверхности сравним с длиной волны. В этой области волновое уравнение решают с помощью интеграла Кирхгофа — Френеля. Обычно применяют комбинированный подход, заключающийся в том, что методами геометрической оптики на выходе оптической системы определяют волновую поверхность, используя ее для вычисления дифракционного интеграла в окрестности фокальной точки. Практика подтверждает допустимость и плодотворность такого метода. [c.10]

Второй аспект применения высших членов разложений полей напряжений и перемещений - это обработка полученных методами фото-упругости экспериментальных данных [61 ]. В этой работе было показано, что для правильного расчета динамических коэффициентов интенсивности напряжений по картинам изохром необходим учет нескольких членов разложений. Некоторые количественные и качественные оценки приводятся в работе [94], посвященной численному моделированию несимметричных изохром, встречающихся в экспериментах даже при симметричной деформации трещины. Используются уравнения, описьюающие напряженное состояние в вершине треш11ны с учетом членов до третьего порядка включительно. Сделаны следующие выводы. Высшие члены разложений влияют на размер и форму изохром при деформациях по модам I, II и смешанной моде. Члены третьего порядка должны учитываться только при моде II, причем на расстоянии менее 4 мм от вершины они оказывают незначительное влияние. Использование высших членов разложений повышает также точность обработки экспериментальных данных, полученных методом каустик [ 76 ]. [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]

Среди оптических экспериментальных методов, применяющихся в динамической механике разрушения, весьма эффективным и популярным стал так назьшаемый метод каустик [ 107 ]. Метод може- применяться с использованием проходящего света для прозрачных материалов и отраженного света для непрозрачных. Физическая основа метода состоит в следующем. Образец, содержащий вызванную концентратором (трещиной) сингулярность напряжений и нагруженный внешними силами, освещается параллельным пучком света. Повышение интенсивности напряжений в зоне, окружающей конец трещины, вызывает два эффекта уменьшает толщину пластины и изменяет показатель преломления материала. Следовательно, в первом приближении область, содержащая сингулярность напряжений, действует как рассеивающая линза, отклоняющая лучи света от оси пучка. Эти лучи образуют сильно освещенную сингулярную поверхность. При этом на экране, расположенном на удалении от образца и пересекающем эту поверхность, возникает сингулярная кривая (каустика), ограничивающая теневую зону. Метод каустик, таким образом, основан на преобразова ии сингулярного поля напряжений в оптическую сингулярность (каустику), причем размер каустик удается однозначно связать с коэффициентами интенсивности напряжений. [c.97]

Анализируя эти результаты, можно утверждать, что если к хрупкому образцу с трещиной смешанной моды деформаций подводится достаточная энергия, то вследствие многократного отражения волн напряжений от границ наступает полное раздробление материала (а не разрыв образца на две части, как можно было бы предположить). Это явление 1изко к явлению самоподдерживающегося разрушения, которое наблюдается при сжатии [44]. В работе [107] метод каустик применялся также для экспериментального исследования распространения трещин в композитном материале, в разнородном материале с трещиной на границе раздела упругих свойств, остановки трещины, когда она встречает на своем пути проем или другую трещину, ветвления трещины, взаимодействия распространяющихся трещин. [c.114]

В настоящее время основными экспериментальными методами для определения коэффициентов интенсивности напряжений являются метод ( тоупругости и метод каустик. [c.163]

В методе каустик обрабатьшается информация с меньшей области вбпизи трещины, но результат становится неточным, когда диаметр этой обпасти оказьшается меньшим, чем полутолщина пластины. При использовании метода каустик возникает и другое осложнение микротрещина, образовавшаяся перед вершиной магистральной трещины, может стать источником распространяющихся радиально волн (рис. 6.1). Это явление усложняет интерпретацию результатов. [c.163]

Эксперименты проводились на пластинах из Homalite-100 методом каустик. Было получено очень хорошее совпадение теоретических и экспериментальных значений /Tj(0 как до, так и после старта трещины (рис. 6.2, а и б). [c.163]

ИХ основе Маногг [7] разработал метод теневых фигур , который позднее широко применялся Теокарисом [8] под названием метод каустик . Метод может применяться с использованием проходящего света для прозрачных материалов и отраженного света для непрозрачных. [c.26]

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]

Срок службы трубопроводов в производстве NaOH 3—5 лет, холодильников 5 лет, баков для каустика 10 лет Срок службы сборника электролитического NaOH в производстве хлора диаф-рагменным методом 2—3 года, щелокопро-водов 1—2 года [c.309]

Чтобы понять характер изменений модовой структуры под влиянием краевых эффектов, лучше всего проследить за поведением какого-либо конкретного типа колебаний по мере приближения устойчивого резонатора к плоскому. Этот анализ может быть выполнен методом Вайнштейна, сущность которого станет ясна из следующего параграфа желающих подробнее ознакомиться с математической стороной проблемы мы отошлем к [124], сами же только обрисуем качественную карти ну явлений. Сделаем это на примере полностью симметричного резонатора, состоящего из зеркал с Ri = R2 > L и с однаковыми поперечными размерами. Данные размеры и расстояние между зеркалами L будем считать фиксированными начальную кривизну зеркал выберем такой большой, чтобы ширина каустики интересующего нас типа колебаний значительно уступала ширине зеркал (рис. 2.1 а). [c.90]

Когда аберрации становятся значительными, опыт и вычисления показывают, что дифракционное пятно постепенно изменяется, приближаясь к пятну, предсказываемому геометрической оптикой (за исключением того, что освещенность никогда не может быть бесконечно большой, даже на каустике). По всей видимости, геометрическое пятно является пределом, к которому дифракционное пятно все более и более приближается по мере роста аберрации. Мы покажем прежде всего, почему теория дифракции приводит к заключениям, весьма близким к выводам геометрической оптики, и используем для доказательства этого метод стационарной фазы, идея которого исходит, по-видимому, от Релея. Этот метод выявляет роль световых лучей, а затем и роль краев диафрагмы, которые з этом приближении могут рассматриваться как причина появления далеких полос. При этом мы будем пользоваться геометрическими представлениями Френеля (т. е. построением амплитуды в комплексной плоскости), исходя из кри-вмх А = onst на зрачке, что позволит намного сократить вычисления. [c.185]

Если Шо <С d, то величиной а можно пренебречь и в качестве граничного угла разъюстировки аг, за которым каустики уже не удерживаются внутри резонатора, можно принять такой, при котором ось резонатора касается апертурной диафрагмы. Знание величины этого угла необходимо при расчетах скорости вращения зеркала резонатора при оптико-механической модуляции добротности [6, 8]. Связать аг с геометрическими параметрами резонатора нетрудно с помощью лучевых матриц. Расчет положения разъюстированного резонатора устойчивой конфигурации таким методом приведен в работе [30], Если разъюстируемым элементом является плоское зеркало, как это показано на рис. 2.14, то положение оси резонатора в плоскости этого зеркала задается параметрами уо и ао, определяемыми выражениями [c.78]

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]

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]

Для повышения точности метода фотоупругости необходимо использовать сравнительно толстые образцы и обрабатьшать информа цию с большей области вблизи вершины трещины, чем в методике каустик, поэтому метод фотоупругости дает усредненную картину в вершине трещины. [c.163]

Описан теневой оптический метод определения коэффициентов интенсивности напряжений, который был применен при изучении динамически распространяющихся и затем останавливающихся трещин. Было использовано соотношение между диаметром каустики D и коэффициентом интенсивности Ки выведенное при допущении, что поле напряжений и деформаций у вершины трещины соответствует получаемому из статического решения. Точная формула в случае распространяющейся трещины, несомненно, может быть получена только с учетом динамического возмущения поля напряжений у конца трещины. Над получением такой формулы авторы работают в настоящее время. Однако в исследованном диапазоне скоростей трещин можно ожидать лишь малые различия между динамическим и статическим распределениями напряжений. Это подтверждается также тем, что форма каустики для распространяющейся трещины пренебрежимо мало отличается от каустики для неподвил<ной трещины. [c.38]

Наклонные электролизеры с ртутным катодом предназначены для работы в условиях резких колебаний температуры от 20 до 98 °С. Их применяют для получения каустика высокой чистоты и газообразного хлора из насыщенного раствора поваренной соли методом электролиза. Наклонные электролизеры с ртутным катодом гуммируют хлоростойкими эбонитами ГХ-1213 (ИРП-1213) или ГХ-1394 (ИРП-1394) по подслою полуэбонитов ГХ-1212 (ИРП-1212) или ГХ-1395 (ИРП-1395), которые выравнивают температурные расширения эбонитов и металла. [c.63]

Прежде чем спроектировать установку катодной защиты декантера, необходимо было определить величину защитной плотности тока и потенциала, при которых коррозия практически равна нулю. Защитная плотность тока углеродистой сталя в растворе каустика, содержащем при 90 с 640 г/л a4iOH, определяли обычным методом - по кривой зависимости скорости коррозия стали ох плотности тока, защитный потенциал находили по катодной подяриаациовной кривой. На рис. I показана зависимость скорости коррозия углеродистой стали Ст.З от плотности тока в растворе, содержащем [c.27]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...