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光弹性法是中国科技名词。

汉字是用于记录汉语,进行书面交流,传承民族文化的书写符号系统[1],也是最富有民族特色的中国书法艺术[2]的载体,是中华民族智慧的结晶,它蕴藏着许许多多的文化内涵。

名词解释

光弹性法是应用光学原理研究弹性力学问题的一种实验应力分折方法。将具有双折射效应的透明塑料制成的结构模型置于偏振光场中,当给模型加上载荷时,即可看到模型上产生的干涉条纹图。测量此干涉条纹,通过计算,就能确定结构模型在受载情况下的应力状态。

历史

20世纪初,E.G.科克尔和L.N.G.菲伦用光弹性法研究桥梁结构等的应力分布。40年代,M.M.弗罗赫特对光弹性的基本原理、测量方法和模型制造等方面的问题,作了全面系统的总结,从而使光弹性法在工程上获得广泛的应用。

应用

利用光弹性法,可以研究几何形状和载荷条件都比较复杂的工程构件的应力分布状态,特别是应力集中的区域和三维内部应力问题。对于断裂力学、岩石力学、生物力学、粘弹性理论、复合材料力学等,也可用光掸性法验证其所提出的新理论、新假设的合理性和有效性,为发展新理论提供科学依据。

实验

在光弹性实验中,通常出现两组干涉条纹:等差线和等倾线。

等差线

将承受载荷的光弹性模型置于白光光源的正交圆偏振光场中,可以观察到彩色的干涉条纹。当条纹上各点的光程差相等时,就显示出相同的颜色,故称为等色线。从应力-光学定律得知,当光程差相等时,其主应力差相等,故等色线又称等差线。

在正变圆偏振光场中,光线通过模型后,若其光程差为波长的整数倍时,光强最小,即为整数级等差线。它可由光弹性实验的应力-光图直接数出其条纹级数。至于非整数级条纹的确定,则须采用辅助手段,如旋转检偏镜,采用补偿器和条纹倍增器等。

等倾线

在白光光源的正交平面偏振光场中,光弹性模型呈现的应力-光图,既包含彩色的等差线条纹,又包含黑色条纹。当偏振光的光轴保持正交而又相对于模型旋转时,那些随转角而改变位置的黑色条纹称为等倾线;不随转角而改变位置的黑色条纹为零级等差线。在等倾线的任意一点上,主应力的方向都相同。正交偏振光轴相对于模型转动的角度即代表主应力的方向。当正交偏振光轴连续转动时,将依次出现对应于各种不同的角度的等倾线。

参考文献