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光彈性貼片法

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光彈性貼片法是將應變光學靈敏度較高的一種光彈性塑料薄片(簡稱貼片)粘貼在被測構件表面,通過測定貼片隨構件表面變形而產生的等差線干涉條紋級數,求得該構件表面應變分佈的一種實驗應力分析方法。它能直接從工程構件表面測得應變的全場分佈狀況,並準確測定構件應力集中現象,故能將常用的光彈性實驗技術用到工業現場的實測中去。
中文名
光彈性貼片法
外文名
photoelastic coating method

光彈性貼片法發展歷史

1930年,A.-C.-M梅斯納熱最早提出此法的基本概念。
1937年,G.奧佩爾用酚醛塑料板作過簡單的試驗。
1959年,F.贊德曼將環氧樹脂按複雜構件表面的曲率和形狀固化而形成貼片,第一次製成了能用於現場實測的反射式光彈性儀,奠定了用光彈性貼片法作定量分析的基礎。

光彈性貼片法貼片材料

光彈性貼片法所用的貼片材料,首先要有較高的應變光學靈敏度;其次,在室温條件下能按零件表面的曲率成形,並在粘貼後不出現初始條絞。為此,通常採用粘度較低的環氧樹脂和室温固化劑,並加入適量的稀釋劑,製成貼片材料。所用的膠粘劑,一般也要採用室温固化的環氧膠。遇到反光性能較差的零件表面,可在膠粘劑中加入少量鋁粉,以增加反射的光強。聚碳酸脂是一種有效的貼片材料,它的性能穩定,並具有更高的應變光學靈敏度;但不易按零件表面曲率成形,一般只適用於表面平整的零件。

光彈性貼片法應用

光彈性貼片法應用廣泛,如用於測定飛機的機翼、窗框、起落架、導彈尾翼,汽車發動機機架,轉向器外殼,以及壓力容器、管扳等。

光彈性貼片法特點

光彈性貼片法是一種全場觀測的分析方法,故能發現難以預計的某些高應力區域,例如裝配、加強,焊接所帶來的應力集中區;不僅能測量靜態的彈性應力,還能測量動態應力、彈塑性應力、殘餘應力和熱應力;不僅能測試金屬材料結構,還可測試混凝土、木材、複合材料、岩石、橡膠等材料製成的結構或零件。此外,在斷裂力學研究中,也可用此法測量裂紋尖端彈塑性應變場和裂紋擴展過程。

光彈性貼片法侷限

光彈性貼片法對於許多應變很小的結構和零件,靈敏度不夠,尚有待改進。