Физическая энциклопедия - поляризационно - оптический метод исследования

напряжений, метод изучения напряжений в деталях машин и строит. конструкциях на прозрачных моделях. Основан на свойстве большинства прозрачных изотропных материалов (стекло, целлулоид, желатин, пластмассы оптически чувствительные или пьезооптич. материалы) становиться при деформации оптически анизотропными, т. е. на возникновении искусств.

разность хода, d толщина пластинки, s1 и s2 гл. напряжения, С т. н. относительный оптич. коэфф. напряжений. Рис. 2. Схема кругового полярископа(l/4компенсирующие пластинки; Э экран). Это ур-ние (т. н. ур-ние Вертгейма) основное при решении плоских задач П.-о. м. и. При просвечивании монохроматич. светом в точках интерференц. изображения модели, в к-рых D=ml, (m-целое число), наблюдается погашение света; в точках, где D=(2m+1)l/2,макс.

Чтобы получить значения s1-s2 (или tmах), в данной точке достаточно определить С для материала модели и измерить компенсатором D или можно определить s0 модели и подсчитать порядок полосы т (s0=l/Сd разность гл. напряжений в модели, вызывающих разность хода D=l; С и s0 получают при простом растяжении, сжатии или чистом изгибе образцов из материала модели).

Рис. 3. Картина полос при равномерном растягивании пластинки с круглым отверстием. Т. к. при нормальном просвечивании плоской модели можно получить только разность гл. напряжений и их направление, то для определения s1 и s2 в отдельности существуют дополнит. физико-механич. способы измерения s1+s2, а также графовычислит. методы разделения s1 и s2 по известным s1-s2 и их направлению, использующие ур-ния механики сплошной среды.

Для исследования напряжений на объёмных моделях применяется метод «замораживания» деформаций. Модель из материала, обладающего свойством «замораживания» (отверждённые эпоксидные, фенолформальдегидные смолы и др.), нагревается до темп-ры высокоэластич. состояния, нагружается и под нагрузкой охлаждается до комнатной темп-ры (темп-ры стеклования).

Состояние поляризации по линии каждого луча от точки к точке меняется соответственно напряжениям в этих точках. Существует метод, при к-ром в изготовленную из оптически нечувствительного к напряжениям прозрачного материала (спец. органич. стекла) объёмную модель вклеивают тонкие пластинки из оптически чувствит. материала. Измерения во вклейках проводят как на плоской модели с просвечиванием нормально или под углом к поверхности вклейки.

П.-о. м. и. применяется для изучения напряжений в плоских и объёмных деталях в пределах упругости в тех случаях, когда применение вычислит. методов затруднено или невозможно. П.-о. м. и. напряжений используется для изучения пластич. деформаций (метод фотопластичности), динамич. процессов, температурных напряжений (метод фототермоупругости), для моделирования при решении задач ползучести (метод фотоползучести) и др.

нелинейных задач механики деформируемого тела. Применяется также метод оптически чувствит. наклеек (слоев), наносимых на поверхности натурных деталей. Слой оптически чувствит. материала наносится на поверхность металлич. детали или её модели в жидком виде и затем подвергается полимеризации или наклеивается на деталь в виде пластинки; это обеспечивает равенство деформаций нагруженной детали и покрытия.

Деформации в покрытии определяются по измеренной в нём разности хода в отражённом свете при помощи односторонних полярископов. Так как П.-о. м. и. напряжений ведётся на моделях, то он заканчивается переходом от напряжений в модели к напряжениям в детали. В простейшем случае sдет=sмоя•b/a2, где a и b масштабы геом. и силового подобий.