实验应力分析 光弹4-5 学习课件

132456789101.02.03.04.05.0n(条)132456789101020304050a(度)上截面AB下截面CD计算截面OP0.000-0.250-0.250点号Sin2an/2(条)n/2(条)2a(度)2a(度)Sin2acos2ancos2a(条)n(条)（条）（条）n/2(条)2a(度)Sin2a（条）（条）（条）（-1）（条）（条）（条）应力计算程序表00.0041-0.248-0.4300.002——0.017——-0.002-0.0170.200.380.681.0000.2000.9990.3800.9850.5929088801.0000.2000.9400.3760.8660.5620.20900.40700.65600.03020.250900.400820.625681.0000.9900.9260.500.0000.0000.800.2280.1821.250.3760.470-0.231-0.195-0.151-0.056+0.130+0.378+0.614+0.772+0.830-0.701-1.123-1.601-2.071-2.670-3.262-3.561-3.953-4.1700.2500.3960.5790.7420.9261.0441.1331.0500.7780.4170.0003456789105、应力计算注：结果乘以6、平衡校核式中：是曲线下所包的面积7、主应力的计算误差为本题中91.02.03.01.02.0m(条)4.03.0-m(条)0.250.25o1324567810P4.170.831.138、应力计算程序框图定义数组等差线数组Dengchaxian(n+2,m)等倾线数组Dengqingxian(n+2,m)应力数组Yingli(n,m,5)（1）、前处理输入原始数据（2）、计算应力（3）、输出结果二、斜射法xyzx由弹性力学转轴公式：在坐标系中的应力分量为由定律式，光线沿z正射和沿斜射时分别有联立求解上两式，得若绕轴旋转正射时：斜射时：联立两式求得z三、迭代法

原理：

由弹性力学知，对于平面问题，当忽略体积力或体积力等于常数时，受力体内任一点的主应力和满足拉普拉斯方程，即

或因为D是坐标的连续函数，对受力构件内相距比较近的两点A、B，根据台勒级数，B点的D值可用A点的D值表示为B(x+a,y+b)A(x,y)xy当A、B相距足够近时，a、b很小，上式中三次或三次以上方次项可忽略不计，故简化为B(x+a,y+b)A(x,y)xy1234sabcd对右图所示1、2、3、4、s各点，按上式有分别将前两式相加、后两式相加，得1234sabcd再将上两式相加，得因，所以或对于等间距点网，a=b=c=d，上式进一步简化为§5-3模型应力转换为原型应力由弹性力学知，对于平面问题，受力构件内的应力分布与材料常数

E、无关。根据相似理论，只要模型与原型的几何尺寸、载荷作用方向和作用位置相似，则模型内任一点的应力

（、、和、）与原型内向应点的应力成比例。即式中：H——原型；

l——平面尺寸；M——模型h——厚度第六讲光弹性材料2．高度透明、无光泽§6-1光弹性材料的条件1．均匀的各向同性和良好的暂时双折射9．具有良好的冻结性3．高光学灵敏度4．高弹性模量、光学、力学比例极限5．初应力和边缘时效小6．力学、光学蠕变小7．制造工艺简单、易加工、且加工应力小8．价格低酸酐含不熔杂质或其他聚合物五、注意事项1．混合要均匀2．控温要严格六、“云雾”产生的原因七、加工原材料纯度不高材料胶凝前约束过大搅拌混合时温度过高或搅拌不均匀模型内部温度不均匀固化剂过量引起离析或聚集速度慢进刀量小Phb§6-3常温下材料的主要性质一、材料条纹值的确定1．纯压试件法2．对经受压圆盘法

PPDd由弹力，圆盘圆心的主应力为3．纯弯梁法

由材力知，梁的纯弯段下边界点PPadaPPh

二、光学比例极限时A点所对应的应力值

为光学比例极限ABCn用拉伸试件测定三、弹性模量和波松比定义和测试方法与材料力学相同四、相对光学蠕变定义：单色光下，7级左右条纹，加载后0.5分钟和t分钟分别测量，并用下式表示

五、时间边缘效应衡量光弹性材料的综合系数，定义为六、质量系数越大说明材料的综合性能越好。

一、热光曲线与冻结温度§6-4冻结常温下材料的主要性质PPnIIIIIIt圆心出现3级左右条纹1．热光曲线——AB反映材料的暂时双折射性能随温度的变化规律II——过渡态I——玻璃态E大，蠕变小呈现性关系E、降低，蠕变大III——高弹态（橡胶态）呈完全弹性，比I、II阶段小得多E、nIIIIIItAB2．冻结温度td=二、冻结条纹值

三、冻结弹性模量Et、横向变形系数四、冻结光学比例极限§6-5聚碳酸脂材料介绍第七讲空间光弹性§7-1冻结应力一、冻结应力模型二、原理高分子聚合物不可溶分子链网络加载效应保留升温至120度加载降至室温可溶分子链网络高温加载可溶分子链破坏不能承载只有不可溶分子链网络承载降至室温变形被固化§7-2次主应力因为光入射方向次主应力垂直于光入射方向平面内的极值应力——、且满足所以所以两边平方，并整理故§7-3平行光法一、三个模型、三次投射沿z

方向投射沿x方向投射讨论：将前三式左右两边分别相加，得结果说明，此三式不是独立的，故需寻找一个补充方程。沿y方向投射二、一个模型、三次投射由应力转轴公式

坐标系（oxyz)x轴旋转在坐标系下沿z轴投射

沿

轴投射

沿

轴投射

坐标系（oxyz)y轴旋转在坐标系下设模型厚度为d则代入以上六式有可以证明，前三式中有一个不独立，故仍需找一个补充方程。三、一个模型、五次投射如切片为xy平面，光线沿z轴方向投射，采用正射加模型绕轴分别转动四个不同的角度斜射。正射斜射优点：缺点：i=1，2，3，4斜射不需等倾线。解方程组比较复杂，当等差线变化不大时，精度不高。由弹力理论（不计体力）§7-4补充方程的建立一、三维切应力差法与平面问题类似，沿x方向积分，有