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光彈性法是中國科技名詞。

漢字是用於記錄漢語,進行書面交流,傳承民族文化的書寫符號系統[1],也是最富有民族特色的中國書法藝術[2]的載體,是中華民族智慧的結晶,它蘊藏着許許多多的文化內涵。

名詞解釋

光彈性法是應用光學原理研究彈性力學問題的一種實驗應力分折方法。將具有雙折射效應的透明塑料製成的結構模型置於偏振光場中,當給模型加上載荷時,即可看到模型上產生的干涉條紋圖。測量此干涉條紋,通過計算,就能確定結構模型在受載情況下的應力狀態。

歷史

20世紀初,E.G.科克爾和L.N.G.菲倫用光彈性法研究橋樑結構等的應力分布。40年代,M.M.弗羅赫特對光彈性的基本原理、測量方法和模型製造等方面的問題,作了全面系統的總結,從而使光彈性法在工程上獲得廣泛的應用。

應用

利用光彈性法,可以研究幾何形狀和載荷條件都比較複雜的工程構件的應力分布狀態,特別是應力集中的區域和三維內部應力問題。對於斷裂力學、岩石力學、生物力學、粘彈性理論、複合材料力學等,也可用光撣性法驗證其所提出的新理論、新假設的合理性和有效性,為發展新理論提供科學依據。

實驗

在光彈性實驗中,通常出現兩組干涉條紋:等差線和等傾線。

等差線

將承受載荷的光彈性模型置於白光光源的正交圓偏振光場中,可以觀察到彩色的干涉條紋。當條紋上各點的光程差相等時,就顯示出相同的顏色,故稱為等色線。從應力-光學定律得知,當光程差相等時,其主應力差相等,故等色線又稱等差線。

在正變圓偏振光場中,光線通過模型後,若其光程差為波長的整數倍時,光強最小,即為整數級等差線。它可由光彈性實驗的應力-光圖直接數出其條紋級數。至於非整數級條紋的確定,則須採用輔助手段,如旋轉檢偏鏡,採用補償器和條紋倍增器等。

等傾線

在白光光源的正交平面偏振光場中,光彈性模型呈現的應力-光圖,既包含彩色的等差線條紋,又包含黑色條紋。當偏振光的光軸保持正交而又相對於模型旋轉時,那些隨轉角而改變位置的黑色條紋稱為等傾線;不隨轉角而改變位置的黑色條紋為零級等差線。在等傾線的任意一點上,主應力的方向都相同。正交偏振光軸相對於模型轉動的角度即代表主應力的方向。當正交偏振光軸連續轉動時,將依次出現對應於各種不同的角度的等傾線。

參考文獻