Bez nazwyf

126

Drugi ciąg rozwiązań (11.17) opisuje czarne linie, w których

m = —(<7,-er,)    (11.18)

K

przybiera wartości całkowite. Linie te nazywamy izochromami. Ogólnie: izochro-my to miejsca geometryczne punktów, w których różnica naprężeń głównych jest całkowitą wielokrotnością elastooptycznej stałej modelowej K. Wielokrotność tę nazywamy rzędem izochromy w.

Izochroma rzędu zerowego powstaje w całkowicie nieobciążonych miejscach, gdzie oj = en = 0, ale i tam, gdzie oba naprężenia są równe, ale nie są zerowe (w tak zwanych punktach izotropowych). Umiejętność określenia, która z linii na otrzymanym obrazie jest izochromą zerową, jest ważna, gdyż od niej zaczyna się numerowanie izochrom kolejnych rzędóyv.

Pracując w świetle monochromatycznym spolaryzowanym liniowo, widiimy

Rys. 11.3. Izokliną 10° w tarczy kołowej ściskanej dwiema siłami

izoklinę o określonym parametrze i całą rodzinę izochrom. Zidentyfikowanie, która linia jest izokliną, a które linie są izochromami, ułatwia obracanie zespołem polaryza-tora i analizatora - wówczas izokliną się przemieszcza, izochromy są nieruchome. Podczas obciążania sytuacja jest odwrotna - izokliną jest nieruchoma, przemieszczają się izochromy (z wyjątkiem izochromy zerowego rzędu).

Problem z rozróżnieniem izochrom od izoklin w świetle białym spolaryzowanym liniowo jest łatwiejszy, ponieważ tu izokliny są nadal czarne, a izochromy kolorowe. Dzieje się tak, ponieważ izokliną powstaje w miejscach, gdzie następuje wygaszenie światła na skutek pokrywania się jednego z kierunków głównych z płaszczyzną polaryzacji, a to zjawisko nie jest zależne od długości fali. W świetle białym powstają kolorowe izochromy (stąd nazwa), ponieważ tworzą się one tam, gdzie różnica naprężeń głównych jest wielokrotnością stałej K, która zależy od długości fali. Z tego wynika, że w danym miejscu nie następuje całkowite wygaszenie światła, lecz tylko jednej lub kilku barw - niewygaszone barwy "tworzą kolorowe linie.

Jeśli interesują nas tylko izochromy, najlepiej pracować w świetle monochromatycznym spolaryzowanym kołowo. Światło spolaryzowane kołowo jest to fala elektromagnetyczna, której koniec wektora świetlnego zatacza spiralę. Światło to otrzymujemy przez nałożenie na siebie dwu fal o jednakowej amplitudzie, spolaryzo

wanych liniowo w płaszczyznach wzajemnie prostopadłych i mających różnicę w fazie n/2. Do otrzymania takiego światła służy ćwierćfalówka wstawiona w przestrzeń mię-

dzy polaryzatorem i modelem. Ponieważ światło spolaryzowane kołowo nie ma wy-

różnionego kierunku, izokliny nie powstają - widzimy tylko rodzinę izochrom.

11.4. Opracowanie izoklin i izochrom

Celem rejestracji izoklin jest wyznaczenie trajektorii naprężeń głównych, nazywanych też liniami sil. Trajektorie naprężeń głównych tworzą rodzinę wzajemnie ortogonalnych linii, do których styczne w każdym miejscu pokrywają się z kierunkami głównymi. Z linii tych wynika sposób przekazywania obciążeń w badanym detalu. Ich zagęszczenie świadczy o koncentracji naprężeń. Są szczególnie przydatne przy projektowaniu konstrukcji betonowych zbrojonych stalą, ponieważ pręty zbrojeniowe pracują najbardziej efektywnie, gdy pokrywają się z trajektoriami naprężeń rozciągających.

Wykreślenie trajektorii naprężeń głównych na podstawie izoklin jest pracochłonne. Najprostszy sposób polega na pokryciu izochrom krzyżykami o orientacji określonej przez parametry izochrom, a następnie wykreśleniu rodziny linii zawsze stycznych do tych krzyżyków (rys. 11.4).

Określenie w prosty sposób pola naprężeń w całym badanym obszarze na podstawie obrazu izochrom nie jest możliwe, ponieważ izochromy informują jedynie o różnicy naprężeń głównych. Jednak tam, gdzie występują izochromy wysokich rzędów, gdzie jest ich koncentracja, na pewno występują duże naprężenia.

F

izokliną a =60 ⁰ TŚT-

Łatwe wyznaczenie naprężeń jest możliwe na nieobciążonej krawędzi, ponieważ tu jedno z naprężeń głównych pokrywa się z krawędzią, a drugie, prostopadłe do krawędzi, jest zerowe. W tym wypadku

naprężenia na krawędzi.