光弹分析的定义

schjie

光弹分析的定义是什么？是怎样的检测原理？可否用于检测材料的表面应力或应变？
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[ 本帖最后由 userkypdy 于 2007-4-10 21:22 编辑 ]

dxdlyg

光弹分析是利用偏及光照射高分子材料模型在受力后而呈现各种不同的色环,利用光环的分部情况可提供物体受力大小及方向,光弹分析在70、80年代较为盛行。

折桂使者

原理：
1 L" L% G' r( N; @将具有双折射性能的透明塑料，制成与零件形状几何相似的模型，使模型受力情况与零件的载荷相似。平面偏振光透过受有外力作用的模型时，分解成两束相互垂直的偏振光，分别在两个主平面上振动，且传播速度不等，其结果从模型上每一点透出的振动方向相互垂直的两个光波间产生光程差。如果再使它通过偏振镜，则产生光的干涉现象，得到等倾线和等差线两种干涉条纹。由等倾线可以求得主应力方向，由等差线可以求得主应力差σ1-σ2，再配合其他方法则可以求解出模型上一点的主应力σ1和σ2。根据模型相似理论可以由模型应力换算求得真实零件上的应力。
等倾线与等差线
设光源发出的单色光波为
; `. o5 P  O. k) }

u1=aSinωt

在正交平面偏振光场中，此单色光波经起偏镜，受力模型，再经检偏镜射出后，成为

ｕ2=aSin(2ψ)Sin(π△/λ)Cos(ωt+π△/λ)

其光强为
/ [! p, u& `# k) O, l

I=K[aSin(2ψ)Sin(π△/λ)]2

使I=0的第一种情况是Sin2ψ=0，即ψ=0，或ψ=π/2。ψ=0，或ψ=π/2表示该点应力主轴方向与偏振轴方向重合。亦即，凡模型上应力主轴与偏振轴重合的各点，在检偏镜之后，光均将消失而呈现为黑点，这些点的轨迹形成干涉条纹，称为等倾线。
7 K' m% {! n. D使I=0的第二种情况是Sin(π△/λ)=0，要满足此条件，只能是π△/λ=Nπ，即△=Nλ，而N=0,1,2,3…。这些条件表明，只要光程差△等于单色光波长的整数倍，在检偏镜之后光也消失而成为黑点。在受力模型中，满足光程差等于同一整数倍波长的各点，将联成一条黑色干涉条纹，这些条纹称为等差线。
+ S) d8 T) {  B3 R- }8 n! k6 X将△=Nλ代入应力——光学定律△=Ch（σ1-σ2），得
6 l3 P8 M8 z; h

Nλ= Ch（σ1-σ2）

即
# m/ S- T, @" i) Z

σ1-σ2=Nλ/(Ch)

令
8 F' j9 P. B/ ]8 q$ j" {& d; d

f=λ/C        (f为光弹材料条纹值)

得
4 ]2 Q# }# x8 x1 l

σ1-σ2=Nf/h

式中，h是模型厚度，N是等差线条纹级数。

- ]0 O4 o0 S5 w5 b[ 本帖最后由 beyond1968 于 2007-3-13 11:52 编辑 ]

schjie

谢谢各位指点，又学到一些新东西。

tianxingzhe

原帖由 schjie 于 2007-3-13 22:30 发表
谢谢各位指点，又学到一些新东西。

1 E$ ?* L5 M6 s/ C你学到了很多东西我却看得一头雾水，太专业了，不容易搞懂，那位给举个实际应用的实例好吗?