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臥式光彈系數(shù)測試儀技術(shù)原理及特點

更新時間:2024-03-01      點擊次數(shù):484
臥式光彈系數(shù)測試儀

           安賽斯光彈系數(shù)測試儀(ANA6000P-H)是應(yīng)用偏振光干涉原理對應(yīng)力作用下能產(chǎn)生人工雙折射材料做成的力學(xué)構(gòu)件模型進(jìn)行實驗應(yīng)力測試的儀器,簡稱光彈儀。應(yīng)用它可以通過模型在實驗室內(nèi)進(jìn)行大型建筑構(gòu)件、水壩壩體、重型機(jī)械部件的應(yīng)力和應(yīng)力分布的測試,并可以在模型上直接看到被測件的全部應(yīng)力分布和應(yīng)力集中情況。

主要技術(shù)參數(shù):

l  測試面積(即光源尺寸):j70- j180mm

l  應(yīng)力雙折射量程:

n  基本型: 1/4波長(以紅光為例:157.5nm);

n  增強(qiáng)型:2296nm (通過藍(lán)綠光雙波長法測試和解包裹處理)

l  測試分辨率與精度:

n  應(yīng)力雙折射測試分辨率:0.05nm, 精度:0.5nm;

n  光彈系數(shù)測試分辨率:0.1 nm/cm/MPa,, 精度:0.2 nm/cm/MPa。

產(chǎn)品特色:

本產(chǎn)品與立式光彈儀具有相同工作原理,但為了提高測試精度,采取了以下措施:

(1)    采用了高質(zhì)量的偏振光學(xué)器件,以保證光的偏振特性和質(zhì)量;

(2)    采用了單色性更好的光源,如鈉光燈和激光;

(3)    強(qiáng)化了光束的準(zhǔn)直性(平行性)傳播,以減少光在傳播過程與理想偏振狀態(tài)的偏離;

(4)    采用了遠(yuǎn)心成像透鏡,以提高成像質(zhì)量。

(5)    以增量法進(jìn)行光彈系數(shù)計算;

(6)    數(shù)據(jù)處理全自動化,并自動生產(chǎn)測試報告。

光彈儀工作原理

設(shè):圓盤試件(直徑D, 厚度d)受對徑壓縮載荷 F 的作用,試件中心點O 的主應(yīng)力分別是:

          1

根據(jù)應(yīng)力-光學(xué)定律,應(yīng)力雙折射材料的主應(yīng)力差與相位差(?)的關(guān)系如下:

              2

其中C 為待求的光彈系數(shù),λ 為測試光的波長。

將(1)(2)關(guān)聯(lián)起來,有:

                  3

通過光彈實驗確定圓形試件中心點的位相差?,即可得到光彈系數(shù)。




光彈儀光路原理圖

實驗示意及應(yīng)用范圍:

    利用應(yīng)力雙折射性質(zhì),在工程上可以制成各種機(jī)械零件的透明塑料模型,然后模擬零件的受力情況,觀察、分析偏振光干涉的色彩和條紋分布,從而判斷零件內(nèi)部的應(yīng)力分布。

對徑壓縮圓盤的相位差場分布


應(yīng)力雙折射信息

圓盤徑向受壓實驗:


U型塊壓彎組合實驗:

光彈性方法直觀,能直接顯示應(yīng)力集中區(qū)域,并準(zhǔn)確給出應(yīng)力集中部分的量值;它不但可以得到便捷應(yīng)力而且能夠求的結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)力。特別是這一方法不受形狀和載荷的限制,可以對工程復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力分析。




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