《材料条纹值的测定》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料条纹值的测定（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料条纹值的测定华南理工大学力学实验中心编写XX年04月注意事项1、光测力学实验中所用到的光源有激光、白光等，其中激光不能用眼睛直视，否则对眼睛有伤害；不要用手触摸激光器电源正负二个极，否则很危险。2、实验过程中室内光线较暗，要注意地面上的电线插座以及头部高度的加载架，以免受伤。3、光学仪器属精密仪器，价格昂贵，装配很精密，拆卸后很难复原，因此严禁私自拆卸仪器。4、在使用和搬运过程中应谨慎小心，避免碰撞，使仪器保持清洁，各转动部分保持灵活。5、实验前应熟悉仪器说明书内容、了解仪器的性
2、能、结构特点和操作要领，实验过程中要遵守操作规则。6、光学仪器的调节具有一定的难度，需要细心和耐心，调整各部件用力要适当，不要强旋、硬扳，防止滑丝。7、光学元件由光学玻璃经过精加工而制成，容易破碎，光学表面要求清洁，不能有磨损，不能用手摸，不能随意擦拭。实验中，仪器应轻拿轻放，动作轻缓，以免撞倒仪器及元件。8、实验中保持安静，并保持实验环境的清洁。实验完毕，应将仪器恢复原样，待老师认可后，才能离开实验室。光学仪器、光学元件的保养和维护为了延长光学仪器的寿命，考虑到仪器经常使用后，势必会产生不同程度的磨损和异常现象。因此，对仪器经常进行保养、维护及故障排除，对保持仪器原有的精度起着决定性的作用。
3、1、仪器内部灰尘需清理干净。大件的仪器，使用完毕，一定要用罩子把仪器罩好，防止灰尘、潮气进入。小的仪器使用完毕，应放入电子干燥箱中。2、光学镜片表面长霉生雾的排除：用脱脂棉花蘸上蒸馏水轻轻在镜片上擦去，如霉雾时间长，不易擦去，不镀膜的可用碳酸钙加少量的蒸馏水拌和蘸在脱脂棉花上来回擦，后用95%的乙醇脱脂，再用混合液清擦。混合液的调制：88%的乙醚和12%的乙醇混合而成。镀膜的镜片不能用脱脂棉擦试，只能用橡皮球吹试。3、手指印、油脂的排除：用脱脂棉花蘸上汽油揩擦，再用95%的乙醇脱脂，再用混合液向一个方向揩擦。4、光学元件不用时，应存放在干燥箱中，防止受潮、发霉。目录实验一光弹性实验方法观察实验
4、5实验二梁的弯曲实验9实验三对径受压圆盘的应力分析.12实验四拉伸板孔边应力集中系数的测定16第二篇光弹性实验方法光弹性实验方法是一种光学的应力测量方法。它是采用具有双折射性能的透明材料作成与实际构件形状相似的模型，并在其上施加与实际构件载荷相似的外力，置于偏振光场中，由于偏振光的于涉，形成明暗相间的条纹，这些条纹指示了模型内部各点的应力情况，可用来确定模型各点的应力，再根据模型相似理论，换算成实际构件中的应力，其精度一般能满足工程设计要求。光弹性法是全域性的实验方法，直观性强；能有效和准确地确定结构或零件的应力集中；从强度观点寻求零构件合理的几何形状比较迅速、经济；可用来确定零构件表面和内部
5、各点的应力，不仅能用于平面问题的应力分析而且能用于三维问题以及动应力、热应力和塑性变形等的研究。在机械、土建水利、交通运输、化工容器及航空等方面有较广泛的应用。实验一光弹性实验方法观察实验一、实验目的1、了解光弹性仪各部分的名称和作用，掌握光弹性仪的使用方法。2、观察光弹性模型受力后在偏振光场中的光学效应。二、基本原理概述光弹性实验所使用的仪器为光弹性仪，一般由光源、一对偏振镜、一对四分之一波片以及透镜和屏幕等组成，其装置简图如图1-1，国产408型光弹性仪的外形如图12。图1-1光弹仪装置简图光弹性应力测试实验报告指导教师：王美芹学院：班级：学号：姓名：一、实验内容与目的1了解光弹性试验的基
6、本原理和方法，认识偏光弹性仪；2观察模型受力时的条形图案，认识等差线和等倾线，了解主应力差和条纹值得测量；3利用图像处理软件，对等倾线和等差线条纹进行处理。二、实验设备与仪器1由环氧树脂或聚碳酸酯制作的试件模型一套；2偏光弹性仪及加载装置。三、实验原理光弹性实验主要原理是根据光的这一特性：光在各项同性材料中不发生双折射，而在各向异性的材料中发生双折射，且光学主轴与应力主轴重合。模型材料在受力前为各向同性材料，受力后部分区域变成各向异性，然后再根据光的干涉条件可知，在正交平面偏振场中，当光程差为波长整数倍时或者模型应力主轴与偏振轴重合时光的强度为零，相应地显示出来的条纹为暗条纹，而在平行平面偏振
7、场中，根据干涉条件可知，在正交平面偏振场中的暗纹条件恰好为平行平面偏振场亮纹的条件。然而，等倾线和等差线在一个图像上显示，难免会使图像不清晰，为了改进实验，我们在实验中把平面偏振场改为圆偏振场，这样就可以得到清晰的等倾线，它与平面偏振场的区别是在装置的模型两侧分别加了一个四分之一波片，当然了，也可以通过快速旋转正交偏振轴，快到应力模型上不同度数等倾线的取代过程用肉眼分辨不出来来消除等倾线的影响。应力模型所使用的仪器为偏光弹性仪，由光源(包括单色光源和白光光源)、一对偏振镜、一对四分之一波片以及透镜和屏幕等组成，其装置简图1。图1光弹性仪装置简图S光源L透镜P起偏镜M四分之一波片A检偏镜O试件I
8、屏幕光弹性实验中最基本的装置是平面偏振光装置，它主要由光源和一对偏振镜组成，靠近光源的一块称为起偏镜，另一块称为检偏镜。当两偏振镜轴正交时开成暗场，通常调整一偏振镜轴为竖直方向，另一为水平方向。当两偏振镜轴互相平行时，则呈亮场。M是四分之一波片，若把四分之一波片的快慢轴调整到与偏振片的偏振轴成45o的位置，就可以得到圆偏振光场。平面光弹性的应力光学定律光弹性模型使用特殊材料制成的，在力的作用下呈现出双折射现象。如把受力模型处于偏振光场中，便可以看到这个双折射现像。设光弹性模型为平面应力状态，当平面偏振光垂直入射受力模型平面时，只要不超过材料弹性极限，其双折射性质遵循下列两条规律：1）光波垂直通
9、过平面受力模型时，它只沿这点的两个主应力方向分解并振动，且只在乎应力平面内通过。2）两光波在两主应力平面内通过的速度不等，因其折射率发生了改变，其变化量与主应力大小呈线性关系。光程差：?Ch(?1?2)【C为两应力光学系数的差值；h为模型厚度】相对光程差：N?Ch?(?1?2)?1-?2?nfd令：?0?Cd；可变化为如下形式：常数?0称为模型条纹值，f称为材料条纹值；f约为/m级。受力模型在平面偏振光场中的光弹效应将一个平面受力模型置于平面偏振光场中，入射光矢量E将通过偏振片、模型双折射片和分析片。光波强度变为I：2I?A2sin?22sin2?A为常数，?为模型内主应力方向与偏振轴的夹角，
10、?为模型双折射片产生的滞后量。当光程差为光波波长的整数倍时，即D=NN=0，1，2，产生消光干涉，呈现暗场，同时满足光程差为同一整数倍波长的诸点，形成黑线，称为等差线，由式、可得到s1-s2=Nfhf=其中lC称为材料条纹值。由此可知，等差线上各点的主应力差相同，对应于不同的N值则有0级、1级、2级等差线。此外，在模型内凡主应力方向与偏振镜轴重合的点，亦形成一暗黑干涉条纹，称为等倾线，等倾线上各点的主应力方向相同，由等倾线可以确定各点的主应力方向。当二偏振镜轴分别为垂直水平放置时，对应的为零度等倾线。受力模型在圆偏振场中的光弹效应在平面偏光仪的基础上再加使用两块四分之一波片，放置时使其快慢轴相
11、互垂直，Q的快轴与x轴成45o，O与x轴承-45o放置。得：I?Asin22?2其只包含两波的相位差所引起的等差线条纹。四、实验步骤纯弯梁实验(测定材料条纹值f)1、将仪器部置成双正交偏振光场。2、测量模型尺寸H，h并划线。3、调整加载杠杆使之平衡，根据划线位置将按图2所示安装成纯弯受力形式。图2纯弯曲梁模型及加载装置1123图3纯弯曲梁等差线示意图开启白光光源，对模型施加少许载荷，调整成像系统，使在屏幕上成适宜大上和清晰的映像，并观察条纹的对称性，若不对称，则调整加载装置直到对称为止。4、逐级加载，观察等差线的生成和变化特点，找到零级条纹位置及条纹变化规律，用钉压法判断边界应力符号。5、在屏
12、幕上用描图纸描绘模型边界线及等差线条纹图示标明级数，记下载荷P。五、实验结果及数据处理1）已知：P=300N，h=，H=，a?2=；MyhH3纯弯曲梁理论应力值：?，Iz?；Iz12得：?6PayhH32）由?1-?2?nf0d，对纯弯曲梁?2=0；实验七光弹性实验方法观察实验一、实验目的1、了解光弹性仪各部分的名称和作用，掌握光弹性仪的使用方法。2、观察光弹性模型受力后在偏振光场中的光学效应。二、基本原理概述光弹性实验所使用的仪器为光弹性仪，一般由光源(包括单色光源和白光光源)、一对偏振镜、一对四分之一波片以及透镜和屏幕等组成，其装置简图7-1，国产409-型光弹性仪的外形如图7-2。S光源
13、L透镜P起偏镜Q四分之一波片A检偏镜Q试件I屏幕图7-2409-型光弹性仪外形光弹性实验中最基本的装置是平面偏振光装置，它主要由光源和一对偏振镜组成，靠近光源的一块称为起偏镜，另一块称为检偏镜，如图7-3所示。当两偏振镜轴正交时开成暗场，通常调整一偏振镜轴为竖直方向，另一为水平方向。当图7-3平面偏振光装置在正交平面偏振光场中，由双折射材料制成的模型受力后，则使入射到模型的平面偏振光分解为沿各点主应力方向振动的两列平面偏振光，且其传播速度不同，通过模型后，产生光程差D，此光程差与模型的厚度h及主应力差(s1-s2)成正比，即D=Ch(s1-s2)(7-1)其中C为比例系数，此式称为平面应力光学定律。当光程差为光波波长的整数倍时，即D=NN=0，1，2，(7-2)产生消光干涉，呈现暗场，同时满足光程差为同一整数倍波长的诸点，形成黑线，称为等差线，由式(7-1)和(7-2)可得到s1-s2=Nfh(7-3)其中f=lC称为材料条纹值。由此可知，等差线上各点的主应力差相同，对应于不同的N值则有0级、1级、2级等差线。此外，在模型内凡主应力方向与偏振镜轴重合的点，亦形成一暗黑干涉条纹，称为等倾线，等倾线上各点的主应力方向相同，由等倾线可以确定各点的主应力方向。当二偏振镜轴分别为垂直水平放置时，对应的为零度等倾线，这表明，等倾线上各点的方向皆与基线(水平方向)成零度夹角，此时若再将偏振
