SPRAWOZDANIE

Zastosowanie interferometrii holograficznej

Dawid Bielecki
nr indeksu: 197513
grupa G – piątek, godzina 13.15

1. Opis ćwiczenia

Podczas badania wykorzystano metodę interferometrii holograficznej do analizy odkształcenia elementu maszynowego pod wpływem przyłożonego obciążenia zewnętrznego. Pomiary przeprowadzono na dwóch pokrywach, które zostały obciążone ciśnieniem. Podczas ćwiczenia wykorzystana została technika podwójnej ekspozycji. Schemat zastosowanego układu pomiarowego przedstawiony został na rysunku 1.1. Przeprowadzone badania pozwoliły zarejestrować interferogramy analizowanych pokryw. Na tej podstawie możliwe jest wyznaczenie przemieszczeń punktów na powierzchni elementów. Można zatem powiedzieć, że zmierzone zostały odkształcenia dwóch pokryw.

	1 – laser 2 – przesłona (usuwana na czas pomiaru) 3 – zwierciadło 4 – dzielnik światła 5 – soczewka 6 – badany obiekt (pokrywa) 7 – materiał fotograficzny 8 – wiązka przedmiotowa 9 – wiązka odniesienia

Rys. 1.1. Schemat układu pomiarowego wykorzystanego w ćwiczeniu.

2. Wyniki pomiarów

Wynikiem są zarejestrowane interferogramy widoczne na rysunkach.

Rys 2.1. Interferogram uzyskany dla pokrywy płaskiej.

Rys. 2.2 Interferogram uzyskany dla pokrywy z przetłoczeniem.

3. Opracowanie wyników

W celu ustalenia rzeczywistego odkształcenia pokrywy obciążonej ciśnieniem większym o Δp od ciśnienia początkowego, należy określić wartość rzędu (N) dla każdego z prążków w rozpatrywanym przekroju oraz obliczyć odpowiadające mu odkształcenie (z₁) na podstawie wzoru 3.1 oraz znanej wielkości długości fali lasera (λ) wynoszącej 632,8 nm. Uzyskane w ten sposób wyniki zostały zebrane w tabelach 3.1 i 3.2. Następnie na podstawie tych danych oraz szerokości pokrywy (wynoszącej 56 mm) zostały wykreślone wykresy (widoczne na rysunkach 3.1 i 3.2) przedstawiające wartości odkształceń pokryw wzdłuż czerwonych linii widocznych na rysunkach 2.1 i 2.2. Deformacja ta spowodowana została przyrostem ciśnienia o Δp.

$z_{1} = \frac{N*\lambda}{2}$ (3.1)

Przykładowe obliczenia dla prążków rzędu 6, 12 oraz 25:

1. N=6:

$$z_{1} = \frac{6*0,6328}{2} = 1,898\ \mu m\ \ $$

1. N=12

$$z_{1} = \frac{12*0,6328}{2} = 3,797\ \mu m\ \ $$

1. N=25

$$z_{1} = \frac{25*0,6328}{2} = 7,910\ \mu m\ \ \backslash n$$

Tabela 3.1. Obliczone wartości odkształceń pokrywy płaskiej.

Odległość od ścianki bocznej [mm]	Rząd prążka	Odkształcenie [μm]
0	6	1,898
1,2	7	2,215
2,4	8	2,531
3,6	9	2,848
4,8	10	3,164
6	11	3,480
7,2	12	3,797
8,4	13	4,113
9,6	14	4,430
10,8	15	4,746
12	16	5,062
13,2	17	5,379
14,4	18	5,695
15,6	19	6,012
16,8	20	6,328
18	21	6,644
19,2	22	6,961
21,2	23	7,277
23,6	24	7,594
28	25	7,910
32,4	24	7,594
34,8	23	7,277
36,8	22	6,961
38	21	6,644
39,2	20	6,328
40,4	19	6,012
41,6	18	5,695
42,8	17	5,379
44	16	5,062
45,2	15	4,746
46,4	14	4,430
47,6	13	4,113
48,8	12	3,797
50	11	3,480
51,2	10	3,164
52,4	9	2,848
53,6	8	2,531
54,8	7	2,215
56	6	1,898

Rys. 3.1. Wykres odkształcenia (wzdłuż linii zaznaczonej na rysunku 2.1) wykreślony dla pokrywy płaskiej.

Tabela 3.2. Obliczone wartości odkształceń pokrywy z przetłoczeniem.

Odległość od ścianki bocznej [mm]	Rząd prążka	Odkształcenie [μm]
1,65	7	2,215
8,6	8	2,531
11,05	9	2,848
12,7	10	3,164
14,35	11	3,480
16	12	3,797
17,65	13	4,113
19,3	14	4,430
20,95	15	4,746
23,4	16	5,062
28	17	5,379
32,6	16	5,062
35,05	15	4,746
36,7	14	4,430
38,35	13	4,113
40	12	3,797
41,65	11	3,480
43,3	10	3,164
44,95	9	2,848
47,4	8	2,531
54,35	7	2,215

Rys. 3.2. Wykres odkształcenia (wzdłuż linii zaznaczonej na rysunku 2.2) wykreślony dla pokrywy z przetłoczeniem.

4. Wnioski

Na podstawie obliczeń można stwierdzić, iż sztywności obu pokryw znacznie się różnią. Maksymalne odkształcenia pokrywy płaskiej są ok. 1,5x większe od odkształceń pokrywy obrobionej plastycznie co wynika z umocnienia odkształceniowego. Rozkład odkształceń w pokrywie płaskiej rośnie równomiernie zaś pokrywa przetłoczona wykazuje mniejszy przyrost wartości na krawędzi przetłoczenia.