《光弹性贴片法》PPT课件

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1、第13章光弹性贴片法第2部光弹性测量方法在构件表面粘贴一层光弹性贴片，当构件受力变形时，随构建表面一起变形的贴片就将产生人工双折射效应，用反射式光弹仪观察贴片，就可以得到等差线和等倾线。这里的等差线表示等主应变差；等倾线表示主应变方向。利用等差线和等倾线，通过辅助计算或实验即可求出构件表面各点的应变状态。1本章内容：学习要求：（完成本章教学，计划使用2学时）第2部光弹性测量方法第13章光弹性贴片法了解反射光弹性仪；掌握光弹性贴片法基本原理，和非边界点的应变分离方法；熟悉贴片材料的制作与粘贴工艺，贴片材

2、料应变条纹值的标定方法，影响贴片法试验结果的主要因素等。§13-1反射光弹仪；§13-2光弹性贴片法基本原理；§13-3非边界点的主应变分离方法；§13-4贴片材料的制作与粘接；§12-5贴片材料应变条纹值的标定；§13-6影响试验结果的主要因素2第2部光弹性测量方法第13章光弹性贴片法§13-1反射光弹仪图13-1国产441型反射式光弹仪贴片法实验仪器主要有两种：1.反射式光弹仪，用于现场大面积的光弹性贴片测量；2.反射式偏光显微镜，用与分析很小的局部区域。图13-1所示为国产441型反射式光弹仪照

3、片。镜片视场为φ120mm，起偏镜与检偏镜可同步旋转测量等倾线（主应变方向），检偏镜可单独旋转。带有调节方向的倾斜装置。光源：白光灯、汞灯。3第2部光弹性测量方法第13章光弹性贴片法图13-2反射式光弹仪光路图PQ1Q2A(a)V型光路贴片构件表面照相机φPQ1Q2A45˚G照相机(b)正交型光路反射光弹仪包括两部分：1.支撑部分为一个可灵活调节高度和方位的三角支架；2.观测部分光路组成见图13-2，可调节成V型或正交型光路进行观测。4第2部光弹性测量方法第13章光弹性贴片法§13-2光弹性贴片法基本

4、原理光弹性贴片C牢固粘贴在构件表面S上。构件表面S与贴片C都处于平面应力状态，拥有相同的变形，即图13-3贴片与构件表面点的应力与应变状态hC构件S贴片C反光面σ1C(ε1C)σ2S(ε2S)σ1S(ε1S)σ2C(ε2C)（13-1）用反射光弹仪可测出贴片C的等差线条纹级次n。根据应力-光学定律，并考虑光线是两次通过切片，贴片的主应力差为（13-2）——为贴片材料应力条纹值，——为贴片厚度。由虎克定律，（13-3）5第2部光弹性测量方法第13章光弹性贴片法则贴片的主应变差为(13-4）——贴片材料的

5、应变条纹值。由式（13-1）、（13-3），构件表面的主应变差和主应力差分别为（13-5）(13-6)测得贴片等差线条纹级次n，就可确定构件表面的主应变差和主应力差。而构件的主应变或主应力方向可由等倾线参数确定。6第2部光弹性测量方法第13章光弹性贴片法当贴片与构件表面的自由边界（孔边、外沿等）一致时，垂直于自由边的主应力为零，由式（13-6），得平行于边界方向的主应力为(13-7)而边界点的主应变可直接由上式与虎克定律求得或（13-8）(13-8)’构件表面的边界应力与应变：7第2部光弹性测量方法第

6、13章光弹性贴片法§13-3非边界点的主应变分离方法1．一次正射一次斜射法分离构件表面非边界点的主应变的一般方法是一次正射和一次斜射（图13-4）。由正射得到主应变差（13-9）采用垂直于某一主应变方向平面内的斜射。若斜射方向在ε2所在的yz平面内，与贴片法向（z轴方向）成φ角，此时测得的条纹级次为nφ，则得次主应变差图13-4光线对贴片的正射和斜射xyzφε1Cε2Cσ2Cσ1CεzCε’2C（13-10）8第2部光弹性测量方法第13章光弹性贴片法由应变圆或应变分析公式知εzC——贴片的法向应变。由

7、于贴片处于平面应力状态，由广义虎克定律，有将式（13-11）和（13-12）代入式（13-10），得(13-11）（13-12）（13-13）联立（13-9）和（13-13）可解得（13-14）9第2部光弹性测量方法第13章光弹性贴片法求得构件主应变后，再利用虎克定律求构件表面的主应力σ1S和σ2S。φφ’反射镜照相机yz图13-5斜射法的光路布置（13-15）若考虑光线射入贴片时折射率的变化，需要对入射角进行修正，设贴片的折射率为m，光线经反射镜的入射角为φ’，因空气折射利率为1，由折射定律，实际入

8、射角为10第2部光弹性测量方法第13章光弹性贴片法2.条带法条带法是利用一组平行的、等间距的带状贴片代替前述的连续贴片，带的高度h与连续贴片的厚度相等,带宽b则远小于带高。显然，这些贴片只能传递条带长度方向的应变，而对于宽度方向的应变和剪应变不敏感(构件表面沿带宽方向的应变只对条带粘贴面局部有影响，而沿带高的大部分区域不受影响)，带宽方向应变是由泊松效应引起的。故根据条带得到的等差线条纹级次就可确定条带长度方向的应变，由式（13-8）得(13-16)图1