Elastooptyka wyznaczanie elastooptycznej stałej modelowej i współczynnika koncentracji odkształcenia w karbie


Laboratorium

Wytrzymałości Materiałów

Imię i nazwisko:

Karol Grabka

Rok, grupa: Trzeci, 302 MB

Numer i temat ćwiczenia:

3. Elastooptyka - wyznaczanie elastooptycznej stałej modelowej i współczynnika koncentracji odkształcenia w karbie.

Data wykonania

25.10.2010

Przygotowanie

Sprawozdanie

Sprawdzian

Ocena:

Teoria

Metoda elastooptyczna pozwala obserwować i rejestrować wielkości charakteryzujące stan odkształcenia w konstrukcji

Idea metody:

-wykonanie konstrukcji z materiału przezroczystego o specjalnych właściwościach optycznych

-konstrukcja jest mieszana w polaryskopie (można zobaczyć izokliny i izochromy) i obciążana oraz prześwietlana

Polaryzacja światła - uporządkowanie jego drgań

Dwójłomność wymuszona - po zdeformowaniu w materiale kryształki (ich osie optyczne) są zorientowane zgodnie z kierunkami głównymi odkształcenia

Naświetlając spolaryzowanym promieniem w miejsce odkształcenia zobaczymy, że ten promień ulega rozszczepieniu na 2 płasko spolaryzowane promienie drgające w płaszczyznach wyznaczonych przez kierunki odkształceń ε1 i ε2­.

δ- przesunięcie w fazie tych promieni

Zależność pomiędzy odkształceniem a linowym przesunięciem fazowym

0x01 graphic
m - rząd izochromy (warstwice izochrom)

0x01 graphic

Jeśli jest znany m to możemy określić różnicę odkształceń lub naprężeń.

Budowa polaryskopu

Składa się z filtrów polaryzacyjnych: P (bliższy światła - polaryzator) A (dalszy - analizator)

- przepuszczają prostopadłe składowe drgań do osi filtru

Powstawanie prążków - powstawaniem ciemnych punktów/lini w badanym prześwietlanym modelu

Izokliny - miejsca punktów o jednakowych kierunkach głównych odkształcenia, określana jest wartością kąta fi (parametr izokliny)

Izochromy - miejsca punktów w których różnice odkształceń mają jednakową wartość

Manipulując wzorem x będziemy widzieć stałą izoklinę a zmieniać a zmieniać się będą izochromy.

Aby otrzymać izochromy stosujemy polaryskop do badań w świetle spolaryzowanym kołowo.

Ustawienie układu filtrów polaryskopu polega na określaniu położenia współrzędnych p1 i p2 - równolegle do osi obu skrzyżowanych filtrów.

W badaniach elastooptycznych często ograniczamy się do wyznaczenia rozkładów odkształcenia/naprężenia wzdłuż brzegów oraz do ocen pola izochrom i izoklin.

Interpretacja obrazu izochrom:

- izochromy w obszarze centralnym są prawie równoległe

-izochroma=0 na osi zginania

-odstępstwa od normy występują w punkcie przyłożenia

-wraz z oddalaniem się od tych punktów zaburzenia znikają (zasada Saint Venanta)

Metoda ostrza - używana do określenia znaku naprężeń głównych. Polega na lokalnym przykładaniu prostopadle do krawędzi modelu - równomiernie na jej grubości - dodatkowego obciążenia ( naprężenia ściskającego ) i równoczesnym obserwowaniu zachowania się izochrom wokół miejsca przyłożenia tego obciążenia. Obciążenie przykłada się stępionego ostrza. - stąd nazwa procedury. W przypadku gdy naprężenie główne ma znak ujemny po przyłożeniu dodatkowego naprężenia ściskającego zauważymy „wessanie” pola izochrom. Rząd izochrom maleje. Gdy naprężenia główne mają znak dodatni, przyłożenie dodatkowego naprężenia ściskającego spowoduje rozepchnięcie pola izochrom. Rząd izochrom rośnie.

Wymiary badanego elementu:

a = 15mm

b = 4mm

h = 15mm

Przyłożone obciążenie:

Siła 2P = 230N

Wzory obliczeniowe:

σ1 = m∙Cσ

0x01 graphic
,

Tabele pomiarowe

Rząd

izochromy mi

Współrzędna

izochromy (x2)

Elastooptyczna stała

modelowa 0x01 graphic

Średnia elastooptyczna stała modelowa 0x01 graphic
0x01 graphic

[mm]

[MPa]

[MPa]

1

2

3,067

3,365

2

4,5

3,45

3

7

3,578

Wnioski

Po przeanalizowaniu wyników można dojść do wniosku, że naprężenie działające na badany obiekt a także elastooptyczna stała modelowa rośnie w sposób proporcjonalny do współrzędnej izochromy. Można również spostrzec, że różnice kolejnych przyrostów stałej elastooptycznej wraz z kolejnymi rzędami izochrom ulegają zmniejszeniu. Podczas przeprowadzania ćwiczenia można było zauważyć, że w okolicach przyłożenia obciążenia rząd izochrom gwałtownie wzrósł co wynikało z nadmiernych naprężeń niekorzystnych dla takiej konstrukcji.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
wyznaczanie elastooptycznej stałej modelowej i współczynnika koncentracji odkształcenia w karbie
WYZNACZANIE ZALEŻNOŚCI POMIĘDZY STĘŻENIEM A WSPÓŁCZYNNIKIEM ZAŁAMANIA ŚWIATAŁA ROZTWÓRÓW ALKOHOLU ET
Spiętrzenie naprężeń i wyznaczanie współczynnika kształtu metodą elastooptyczną
Sprawozdanie M13 WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA SPRĘŻYSTOŚCI ORAZ STAŁEJ TŁUMIENIA DRGAŃ MECHANICZNYCH
3. Wyznaczanie współczynnika elektrochemicznego miedzi i stałej Faraday’a, LAB10 02, Wyznaczanie r˙w
Wyznaczanie współczynnika elektrochemicznego i stałej Faradaya
Wyznaczanie współczynnika elektrochemicznego i stałej Faradaya
WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ELEKTROCHEMICZNEGO I STAŁEJ FARADAYA, Stala Faradaya
4.Modelowe badania elastooptyczne, Budownictwo pcz, referaty wytrzymka lab
modelowe?dania elastooptyczne
3 Wyznaczanie współczynnika elektrochemicznego miedzi i stałej?raday’a ?radaye
Ćw 12; Wyznaczanie współczynnika elektrochemicznego i stałej?radaya
Wyznaczanie współczynnika elektrochemicznego i stałej Faradaya
Wyznaczanie współczynnika elektrochemicznego miedzi i stałej Faradaya
12 Wyznaczanie współczynnika przewodnictwa cieplnego ciał stałych metodą Christiansena
Elastooptyka
Wyznaczanie stałej siatki dyfrakcyjnej, Prz inf 2013, I Semestr Informatyka, Fizyka, SPRAWOZDANIA DU
wyznaczanie współczynnika strat liniowych, studia, V semestr, Mechanika płynów

więcej podobnych podstron