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臥式光彈系數測試儀技術原理及特點

更新時間:2024-03-01      點擊次數:97
臥式光彈系數測試儀

           安賽斯光彈系數測試儀(ANA6000P-H)是應用偏振光干涉原理對應力作用下能產生人工雙折射材料做成的力學構件模型進行實驗應力測試的儀器,簡稱光彈儀。應用它可以通過模型在實驗室內進行大型建筑構件、水壩壩體、重型機械部件的應力和應力分布的測試,并可以在模型上直接看到被測件的全部應力分布和應力集中情況。

主要技術參數:

l  測試面積(即光源尺寸):j70- j180mm;

l  應力雙折射量程:

n  基本型: 1/4波長(以紅光為例:157.5nm);

n  增強型:2296nm (通過藍綠光雙波長法測試和解包裹處理);

l  測試分辨率與精度:

n  應力雙折射測試分辨率:0.05nm, 精度:0.5nm;

n  光彈系數測試分辨率:0.1 nm/cm/MPa,, 精度:0.2 nm/cm/MPa。

產品特色:

本產品與立式光彈儀具有相同工作原理,但為了提高測試精度,采取了以下措施:

(1)    采用了高質量的偏振光學器件,以保證光的偏振特性和質量;

(2)    采用了單色性更好的光源,如鈉光燈和激光;

(3)    強化了光束的準直性(平行性)傳播,以減少光在傳播過程與理想偏振狀態的偏離;

(4)    采用了遠心成像透鏡,以提高成像質量。

(5)    以增量法進行光彈系數計算;

(6)    數據處理全自動化,并自動生產測試報告。

光彈儀工作原理

設:圓盤試件(直徑D, 厚度d)受對徑壓縮載荷 F 的作用,試件中心點O 的主應力分別是:

          1

根據應力-光學定律,應力雙折射材料的主應力差與相位差(?)的關系如下:

              2

其中C 為待求的光彈系數,λ 為測試光的波長。

將(1)(2)關聯起來,有:

                  3

通過光彈實驗確定圓形試件中心點的位相差?,即可得到光彈系數。




光彈儀光路原理圖

實驗示意及應用范圍:

    利用應力雙折射性質,在工程上可以制成各種機械零件的透明塑料模型,然后模擬零件的受力情況,觀察、分析偏振光干涉的色彩和條紋分布,從而判斷零件內部的應力分布。

對徑壓縮圓盤的相位差場分布


應力雙折射信息

圓盤徑向受壓實驗:


U型塊壓彎組合實驗:

光彈性方法直觀,能直接顯示應力集中區域,并準確給出應力集中部分的量值;它不但可以得到便捷應力而且能夠求的結構的內部應力。特別是這一方法不受形狀和載荷的限制,可以對工程復雜結構進行應力分析。




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