现代光测力学的形成和发展.pptVIP

上海理工大学 力学教研室 光测力学 光测力学方法的形成和发展 经典光测力学的形成和发展 现代光测力学的形成和发展 光测力学方法的优缺点 优点 缺点 经典光测力学方法 平面应力-光定律 测试仪器和光路 409_II型平面偏振光弹仪 平面偏振光装置 圆偏振光装置 测试方法 等色线条纹和等倾线条纹 明场和暗场 在平面偏振光场中的条纹 在圆偏振光场中的条纹 材料条纹值的测定 圆盘对径受压等色线条纹图 边界应力符号确定 应力计算 剪应力差法 剪应力差法原理(1) 剪应力差法原理(2) 剪应力差法计算过程 差分法 差分法原理 差分法计算过程 现代光测力学方法 激光全息干涉法 动态光测法 动态光测应用领域 动态光弹仪的结构原理 原理框图 高速冲击装置 光学记录装置 云纹法 激光散斑法 激光全息干涉法 激光散斑法? 云纹法 动态光测法 应用领域 动态光弹仪的结构原理? 1. 高速冲击机械内的动应力传播和分析 2. 核电站保护壳受袭击时壳内动应力分析 3. 采矿爆破方案研究 4. 枪炮发射时枪膛内的动应力研究 5. 人体骨骼运动创伤机理研究 6. 断裂裂纹传播和动应力强度因子计算? 原理框图 光学记录装置? 高速冲击装置 高速冲击源 光学记录装置 触发装置 电器控制箱 预延时装置 电火花装置 光电转换装置 存储示波器 A P1 M S P2 L1 L2 Q1 Q2 A： 4×4火花方阵 L1：准直镜 P1：起偏镜 Q1：1/4波片 M：受力架和模型 Q2：1/4波片 P2：分析镜 L2：视场镜 S： 4×4成像镜头方阵 上海理工大学 力学教研室 * 上海理工大学 力学教研室 * 光测力学方法的形成和发展 光测力学方法的优缺点 经典光测力学方法 现代光测力学方法? 经典光测力学 现代光测力学? 1816年--布儒斯特发现暂时双折射效应 1841年--纽曼建立应变光定律 1852年--马克斯威尔建立应力-光定律 1931年--柯克和菲隆出版“光测弹性力学” 1938年--赫腾尼发展三维冻结应力切片法 1939年--威勒用散光法分析三维应力 1945年--托伦纳对云纹作出定量分析? 1948年--盖伯提出用双光束干涉法获得全息图 1962年--利思用激光器得到第一张全息图 1965年--鲍威尔和斯蒂森用全息干涉法测位移 1968年--富尔涅和哈万列获得等和线干涉条纹图 1968年--阿其伯德和艾那斯提出散斑现象 70年代以来--现代光学与实验力学结合的现代光 测力学迅速发展，在振动、无损检测、三维位移 测量、生物力学等领域得到广泛应用? 优点 缺点? 直观性强，结构中的应力分布一目了然 迅速得到边界应力，接触应力和应力集中问题迎刃而解 对结构的几何设计和优化设计经济、省时且有效 复杂结构和复杂边界构件的应力分析特别有效 对三维位移测量和无损检测精确和快捷 非接触式的现代光学测振，抗干扰性强? 复杂模型制作比较困难 贴片法可用于现场测试，但过程较电测法复杂 三维冻结切片分析方法的周期长 自动条纹记录方法和数据处理正在发展，还不够完善 光测力学方法的形成和发展比电测晚，应用有待扩大 现代光测方法的发展非常迅速，各种方法需不断成熟? 平面应力-光定律 测试仪器和光路 测试方法? 平面偏振光装置 圆偏振光装置? A：光源 C：准直镜 P1：起偏镜 M：受力架和模型 P2：分析镜 L1：视场镜 L2：成象透镜 S：光屏 A C P1 M S P2 L1 L2 A C P1 M S P2 L1 L2 Q1 Q2 A：光源 C：准直镜 P1：起偏镜 Q1：1/4波片 M：受力架和模型 Q2：1/4波片 P2：分析镜 L1：视场镜 L2：成象透镜 S：光屏 等色线条纹和等倾线条纹 材料条纹值的测定 应力计算? 边界应力符号确定 明场和暗场 在平面偏振光场中的条纹 在圆偏振光场中的条纹? P1 P2 明场 P1 P2 暗场 P1：起偏镜 P2：分析镜 P1：起偏镜 P2：分析镜 M：模型 P1 P2 M ?1 ?2 ? 通过M后，分解成沿?1和?2的两束 波之间产生相位差? 通过P2后的光波的光强是： 等色线条纹满足: 等倾线条纹满足: 通过P1后的平面偏振光振动方程是：