Bez nazwyh

130

odblaskowej i powtórnie przechodzi przez warstwę, w tym czasie narasta różnica w fazach promieni nadzwyczajnego i zwyczajnego, podobnie jak podczas przejścia przez model plaski (p.11.2). Po przejściu przez analizator powstają, izochromy i izokliny.

Warstwa odblaskowa najczęściej jest chropowata, a więc nie odbija światła jak lustro w określonym kierunku, lecz je raczej rozprasza, co umożliwia obserwację pod innym kątem niż kąt padania - w ten sposób unika się refleksów światła odbitego od powierzchni czołowej warstwy. Najczęściej dąży się do tego. aby kąty a i p (rys. 11.6) były małe, aby światło przechodziło prawie prostopadle przez warstwę, ale są też warianty tej metody polegające na prześwietlaniu skośnym symetrycznym lub niesymetrycznym.

Stosując metodę elastooptycznej warstwy powierzchniowej, należy tak dobrać grubość warstwy, aby nie zakłócała ona rozkładu naprężeń w badanej konstrukcji. Z tego punktu widzenia cieńsze warstwy są lepsze, jednak mniej czułe. Badając konstrukcje stalowe w zakresie sprężystym tą metodą, należy pamiętać, że duże odkształcenia sprężyste stali są małe dla tworzyw sztucznych, z których wykonuje się warstwy elastooptyczne, dlatego też należy się liczyć, że otrzymamy izochromy tylko niskich rzędów. Z powyższych powodów przed przystąpieniem do pracy tą metodą powinniśmy mieć opanowane metody analizy izochrom ułamkowych rzędów.

Z tego, co napisano powyżej, wynika też, że metoda elastooptycznej warstwy powierzchniowej jest dobra do badań większych odkształceń konstrukcji - w zakresie sprężysto-plastycznym, czy nawet przy stosunkowo dużych odkształceniach plastycznych.

11.7. Prawa podobieństwa modelowego

W elastooptyce badamy modele wykonane z materiałów przezroczystych wykazujących efekt dwójłomności wymuszonej. Właściwości takie mają niektóre tworzywa sztuczne (żywica epoksydowa, fenolowa, polimetakrylan metylu), a także szkło, chociaż elastooptyczna czułość szkła jest niska. Ponieważ materiały te na ogół mają inne (mniejsze) stałe sprężystości niż obiekt modelowany, powstaje pytanie, jakie warunki muszą być spełnione, aby wyniki badań elastooptycznych można przenieść na modelowaną konstrukcję?

W przypadku, gdy ograniczymy się do płaskich pól naprężeń wywołanych znanymi siłami zewnętrznymi, warunki podobieństwa wymagają:

—    geometrycznego podobieństwa modelu i obiektu modelowanego,

—    liniowej zależności cr= a{e) w przypadku modelowania pól sprężystych,

—    proporcjonalności sił obciążających model i obiekt,

— takiego doboru współczynników proporcjonalności wymiarów liniowych i sił, aby odkształcenia względne modelu i obiektu były równe.

Pierwszy warunek może być złagodzony przez przyjęcie innej skali grubości niż dla pozostałych wymiarów liniowych. Nie można jednak pracować na zbyt grubych modelach, ponieważ w grubych tarczach w strefach nagiej zmiany przekroju powstaje trójwymiarowe pole naprężeń.

Czwarty warunek na skutek dużej różnicy sztywności tworzyw sztucznych i metali jest trudny do spełnienia, jednak w przypadkach statycznie wyznaczalnych można go pominąć z ryzy kiem popełnienia małych błędów.

W pewnych warunkach wymaga się równości współczynników Poissona. Niezachowanie tego warunku nie prowadzi jednak do dużych błędów.

Gdy występują obciążenia ciężarem własnym lub siły bezwładności, prawa podobieństwa modelowego komplikują się.

Najprostszym przejściem z naprężeń panujących w modelu na naprężenia w modelowanym obiekcie jest wyznaczenie współczynnika kształtu ar* dla modelu i zastosowanie go do obliczenia naprężeń w obiekcie.

Prowadząc badania naprężeń na modelach, należy także pamiętać o możliwym wpływie sposobu ich wykonania i związanych z nim impcrfekcji na stan naprężeń. W konstrukcjach grubościennych imperfekcje nie mają najczęściej istotnego znaczenia, ale w konstrukcjach cienkościennych (zbiorniki, słupy z profilowanej, perforowanej blachy) odchyłki od idealnej kolowości przekroju lub prostoliniowości osi mogą w decydujący sposób wpływać na zachowanie się konstrukcji, szczególnie przy obciążeniach ściskających. Różnice w sposobie wykonania konstrukcji i jej modelu mogą mieć wpływ na wyniki badań naprężeń kontaktowych.