23077

Вимірювання напруг при механічних деформаціях поляризаційним методом

Лабораторная работа

Физика

Різницю фаз Δ що виникає між двома взаємно перпендикулярними лінійнополяризованими хвилями визначають за формулою 16 де λ довжина хвилі; σ1 σ2 головні нормальні напруги; d товщина деталі; с стала фотопружності яка залежить від матеріалу деталі. Таким чином при постійній товщині зразка лінії однакового зсуву фаз відповідають лініям однакових різниць нормальних напруг або лініям рівних максимальних дотичних напруг оскільки максимальна дотична напруга τmax пов'язана з...

Украинкский

2013-08-04

447 KB

0 чел.

Робота 5

Вимірювання напруг при механічних деформаціях поляризаційним методом

Прилади: джерело світла, набір світлофільтрів, поляризатор, аналізатор, досліджувані зразки, пристрій для механічної деформації зразків.

Теоретичні відомості

Крім природної оптичної анізотропії, в багатьох речовинах спостерігається штучна анізотропія, викликана дією електричного, магнітного полів або механічними деформаціями. Механічні деформації анізотропної речовини викликають додаткову анізотропію, а деформації ізотропних речовин - оптичну анізотропію. Останнє явище використовують при вивченні розподілу напруг у різник деталях, При плоскому напруженому стані всередині зразка можна вибрати площадку, де дотичні напруги дорівнюють нулю, а нормальні досягають найбільшого значення.  Такі напруги називають головними нормальними напругами. Під дією головних нормальних напруг у матеріалі зразка виникають деформації, що викликають оптичну анізотропію. Внаслідок різниці деформації в обох головних напрямах промені, поляризовані в різних напрямах, поширюються з різною швидкістю. Кожний елемент поводить себе подібно до кристала з подвійним променезаломленням, в якого осі найбільшої і найменшої швидкості збігаються з осями головних нормальних напруг σ1 та σ2. Різницю фаз Δ, що виникає між двома взаємно перпендикулярними лінійнополяризованими хвилями, визначають за формулою

                                                          (16)

де λ - довжина хвилі; σ1, σ2 - головні нормальні напруги; d - товщина деталі;  с - стала фотопружності, яка залежить від матеріалу деталі.

Таким чином, при постійній товщині зразка лінії однакового зсуву фаз відповідають лініям однакових різниць нормальних напруг або лініям рівних максимальних дотичних напруг, оскільки максимальна дотична напруга τmax пов'язана з головними нормальними напругами співвідношенням

                                                  (17)

Звичайно досліджувані деталі виготовляють з прозорих матеріалів, наприклад целулоїду, бакеліту, епоксидної смоли та ін., які мають значну константу фотопружності. Якщо деталь з такого матеріалу в напруженому стані помістити між схрещеними поляризатором та аналізатором, в полі зору буде видно інтерференційну картину, причому інтенсивність J світла в кожній точці визначається за формулою

                                             (18)

де J0 - інтенсивність світла, що проходить через паралельні поляризатор та аналізатор при нульовій напрузі; θ – кут між напрямом однієї з головних нормальних напруг у цій точці та площиною пропускання поляризатора або аналізатора; Δ - зсув фаз у цій точці.

При спостереженні в монохроматичному світлі темні смуги будуть в тих точках, де Δ=2кπ, а також там, де θ=0. Смуги, для яких Δ є сталою величиною, називаються ізохроматами; смуги, у яких напрями головних напруг та площини пропускання поляризатора та аналізатора збігаються, називається ізоклінами. На інтерференційній картині видно ізохромати, що відрізняються значеннями к, та ізокліну одного параметра, яка відповідає одній орієнтації поляризатора та аналізатора відносно деталі. Щоб дістати ізокліну другого параметра, необхідно повернути поляризатор та аналізатор відносно зразка, картина ізохромат при цьому не змінюється. В білому світлі ізохромати забарвлені, окрім ізохромати, для якої Δ=0, а ізокліни завжди тільки темні. Для визначення напруг поляризаційним методом з фотопружного матеріалу виготовляють модель необхідної деталі. Вимірюють зсув фаз в різних точках деталі в напруженому стані. Зсув фаз оцінюють по порядку к ізохромати, що проходить в цій точці, точніше – за допомогою компенсаторів Бабіне та Солейля. Повертаючи деталь відносно поляризатора і аналізатора визначають напрям головних нормальних напруг у різних точках деталі, тобто визначають ізокліни різних параметрів, і будують картину ізостат. Ізостата – це крива, дотична до якої збігається з напрямком головної нормальної напруги.

Експериментальна частина

Схема установки

Схема установки наведена на рис.7. Джерело світла S розміщене у фокальній площині лінзи 01. Світло від джерела проходить крізь світлофільтр N, лінзу 01, поляризатор Р і потрапляє на досліджувану деталь М. Далі світло проходить крізь аналізатор А, і інтерференційну картину на поверхні зразка спостерігають за допомогою зорової труби або фотографують фотоапаратом. Можна розглядати деталь через аналізатор без зорової труби, тоді перед поляризатором необхідно поставити матове скло. Поляризатор і аналізатор закріплюють в оправах з лімбами.

Виконання роботи

Схрестити аналізатор і поляризатор.

Побудувати картину ізохромат для даного навантаження. Для цього закріплюють досліджувану деталь і, поступово збільшуючи деформуючу силу, спостерігають зміну інтерференційної картини.

Визначити порядок кожної ізохромати. Підрахувати кількість темних смуг, що пройдуть крізь задане місце деталі при збільшенні навантаження від нуля до заданої величина. Порядок ізохромати к можна також визначити, якщо на картині є нульова темна смуга, яка залишається темною в білому світлі. Тоді порядок к є номером смуги, відрахованим від нульової. В місцях, де є замкнуті ізохромати, тобто там, де є стоки та джерела смуг, останній метод може привести до помилки.

Побудувати картину розподілу максимальних дотичних напруг у деякому перерізі деталі. Для цього позначити прямолінійний або круговий переріз деталі і, знаючи порядок смуги у кожній точці перерізу, визначити τmax в точках перерізу за формулами (16) та (17). Сталу с взяти з таблиць. побудувати картину розподілу τmax по осі y або ρ, а координати точок перерізу – по осі х або φ.

Побудувати картину ізоклін для даної форми деталі і для даних точок прикладення навантаження. Для цього при схрещених поляризаторі та аналізаторі і довільному навантаженні креслять ізокліну і позначають проекції площин пропускання поляризатора і аналізатора. Потім деталь повертають відносно поляризатора та аналізатора на 3 – 5 і знову креслять ізокліну. Таким чином дістають картину ізоклін різних параметрів від 0 до 90° на одному кресленні.

Побудувати картину ізостат для даної деталі. Для цього використовують картину ізоклін та відому орієнтацію поляризатора та аналізатора відносно зразка при одержанні першої ізокліни, Ізостати визначають способами, наведеними в роботі [1].


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45225. Миссия, идеология и направления деятельности российских профессиональных организаций ПР-специалистов: РАСО 33.5 KB
  Миссия идеология и направления деятельности российских профессиональных организаций ПРспециалистов: РАСО РАСО была создана в июле 1991. Декларация профессиональных и этических принципов в области связей с общественностью РАСО. В основу поведений членов РАСО легли общечеловеческие ценности и универсальные права личности: свобода слова свобода печати и собраний на свободный доступ к информации; ответственность перед обществом в том числе за достоверность точность и честность распространяемой информации. Члены РАСО руководствуются...
45226. Кодексы профессионального поведения профессиональных зарубежных сообществ: этическая основа, ценностно-нормативная специфика 61.5 KB
  Положения кодекса приняты с целью пропаганды и активного внедрения высоких стандартов общественной деятельности и этики поведения членов РRSА. Член обязан сохранять в тайне конфиденциальную информацию доверенную ему нынешними или бывшими клиентами или служащими. Член не должен представлять интересы одной из конфликтующих сторон без согласия на то всех заинтересованных сторон. Член не должен заниматься никакой деятельностью которая имеет тенденцию к нанесению ущерба репутации СМИ.
45227. Кодекс профессионального поведения российского корпоративного сообщества ПР-специалистов: этическая основа, ценностно-нормативная специфика 31 KB
  Декларация профессиональных и этических принципов в области связей с общественностью РАСО. В основу поведений членов РАСО легли общечеловеческие ценности и универсальные права личности: свобода слова свобода печати и собраний на свободный доступ к информации; ответственность перед обществом в том числе за достоверность точность и честность распространяемой информации. Члены РАСО руководствуются пониманием важности формирования и внедрения этических ориентиров и профессиональных стандартов деятельности. Для контроля за соблюдением членами...
45228. Типовая структура, принципы организационного строения и функции подразделений корпоративной PR-службы 25.5 KB
  Деятельность PRотдела строится в соответствии с целями и задачами компании; цели могут быть краткосрочные среднесрочные и долгосрочные. должен оперативно получать информацию от других подразделений компании для реализации поставленных задач. должен принимать участие в планировании мероприятий с участием руководства компании которые будут иметь общественный резонанс. Принципы организационного строения: PRотдел создается как один из системообразующих элементов который в полном объеме выполняет функции PR и рассматривается в качестве...
45229. Деятельность консалтингового агентства: приоритеты, технологии, преимущества и недостатки 24.5 KB
  Направления консалтинговой деятельности: экономическая сфера управленческий консалтинг; социальная сфера организация систем образования здравоохранения культуры; правовая сфера создание правовой базы организации юридическое консультирование; сфера культуры политическое консультирование консультирование по вопросам функционирования культурных организаций; экологическая сфера социальная экология экология человека.
45230. Аудитория ПР-коммуникаций: технологии выявления, характеристики и формирование 27.5 KB
  В качестве аудитории рассматривается некоторая совокупность реальных или потенциальных потребителей проявляющих сходные черты потребительского поведения и характеризующихся одинаковой реакцией на маркетинговые мероприятия. Критерии определения целевой аудитории: в ее состав включаются те соц. Характеристика целевых и контактных групп: Задачи данного этапа определить причины возможной потребительской мотивации аудитории; понять источник нормативной активности аудитории т. Определение аудитории.
45231. Спрос как базовая характеристика нормативного потребительского поведения аудитории: механизмы и технологии формирования 45 KB
  Можно обозначить следующие механизмы и технологии формирования спроса: Стимулирование спроса выгодной сделкой. Расширение спроса как правило происходит за счет случайных и непостоянных потребителей. Если же речь идет о товарах широкого спроса то целевая группа весьма неопределенна в своих границах а потенциалы контактных аудиторий значительны.
45232. Внутренняя аудитория коммуникативного воздействия: технология определения, характеристика сегментов, цели и задачи коммуникации 22 KB
  Внутренняя аудитория коммуникативного воздействия: технология определения характеристика сегментов цели и задачи коммуникации Внутренняя аудитория персонал организации. Технология определения: Технология определения аудитории зависит от целей и задач коммуникации. Для достижения определенных целей и задач коммуникации требуется сегментирование аудитории выделение аудитории для тренинга и т. Характеристика сегментов: Существуют следующие критерии сегментирования: уровень профессиональной коммуникации.
45233. Понятие, сущность и структура корпоративной культуры 24.5 KB
  Мотивация персонала существуют силовая и демократическая модели мотивации. В силовой модели в основании пирамиды лежат административные санкции материальное стимулирование ограничено стоимостными показателями каждой группы социально-психологические стимулы карьерный рост профессиональное признание 3. В демократической модели все наоборот: социальнопсихологические стимулы престиж профессии дающий признание 1 материальное стимулирование привязано к образованию квалификации опыту 2 административные санкции...