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關(guān)于光彈性實(shí)驗(yàn)的分析方法介紹

閱讀：1596 發(fā)布時(shí)間：2022-10-27

　　從光彈性實(shí)驗(yàn)可以直接獲得主應(yīng)力差和主應(yīng)力方向。為了確定單獨(dú)的應(yīng)力分量，還須借助于其他實(shí)驗(yàn)方法或計(jì)算方法。

　　對于二維應(yīng)力問題，確定主應(yīng)力或正應(yīng)力分量的實(shí)驗(yàn)方法，有側(cè)向變形法、電比擬法、云紋法、光彈性斜射法、全息光彈性法和全息干涉法等。采用計(jì)算方法分離主應(yīng)力的，有剪應(yīng)力差法、差分法和迭代法等。但在工程中常用的是剪應(yīng)力差法、光彈性斜射法和全息光彈性法。平面問題的剪應(yīng)力差法可根據(jù)彈性理論二維應(yīng)力問題的平衡微分方程(忽略體積力)導(dǎo)出正應(yīng)力的計(jì)算式式中為計(jì)算點(diǎn)i的值;為起始點(diǎn)的正應(yīng)力;為間距中的上輔助截面AB和下輔助截面CD的剪應(yīng)力差值;△x，△y為測點(diǎn)間距。

　　正應(yīng)力按下式計(jì)算：

　　式中θ為第一主應(yīng)力和x軸的夾角，并自x軸逆時(shí)針方向?yàn)檎?/div>

　　若條紋級數(shù)N和主應(yīng)力方向已知，剪應(yīng)力可按下式計(jì)算：

　　光彈性斜射法是二維應(yīng)力分析中常用的分離應(yīng)力的實(shí)驗(yàn)方法。當(dāng)主應(yīng)力方向已知時(shí)，只要對模型進(jìn)行一次正射，再將模型繞方向轉(zhuǎn)動(dòng)θ角進(jìn)行一次斜射，即可根據(jù)下式得出主應(yīng)力：

　　若未知主應(yīng)力方向，或難以沿主應(yīng)力方向進(jìn)行斜射，須采用一次正射、兩次斜射，才能得出正應(yīng)力。如模型分別繞x和y軸各轉(zhuǎn)θ角，正應(yīng)力分量可由下式給出：

　　式中、分別為模型繞x、y軸轉(zhuǎn)動(dòng)θ角進(jìn)行照射時(shí)的條紋數(shù);N0為正射的條紋數(shù)。大多數(shù)工程結(jié)構(gòu)在載荷作用下常處于三維應(yīng)力狀態(tài)。應(yīng)用三維光彈性實(shí)驗(yàn)法能有效地確定工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部的三維應(yīng)力狀態(tài)。三維光彈性實(shí)驗(yàn)拄包括:光彈性應(yīng)力凍結(jié)法、光彈性夾片法、光彈性散光法等，以光彈性應(yīng)力凍結(jié)法應(yīng)用較廣。

　　進(jìn)行光彈性三維應(yīng)力分析時(shí)，模型中的正應(yīng)力差和剪應(yīng)力都可用正射或斜射的方法確定。正射法將模型沿x、y、z三方向切出立方體，使偏振光分別沿三個(gè)互相正交的方向垂直照射，得出任意點(diǎn)的正應(yīng)力差和剪應(yīng)力。斜射法通常采用一次正射和兩次斜射以獲得正應(yīng)力差和剪應(yīng)力。要分離正應(yīng)力，仍須采用剪應(yīng)力差法。

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