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第十章 等差线和等倾线 第十章 等差线和等倾线 §10-2 等差线条纹级数的确定 白光光源双正交圆偏振布置下的黑色条纹 模型的自由方角 拉应力和压应力的过渡 对径受压圆环的等差线 对径受压圆环的等差线 钉压法确定自由边界的主应力拉、压性质 §10-3 非整数半整数级条纹级数的确定 非整数级条纹级数的确定 非整数级条纹级数的确定 等差线小结： 整数级条纹与半整数级条纹 §10-4 等倾线的绘制和主应力迹线 二、主应力方向的判别 三、 等倾线的特征 对径受压圆盘 4、等倾线与各向同性点 四、 主应力迹线与最大剪应力迹线 对径受压圆环的等倾线和主应力迹线 * * 实验力学64学时 中国矿业大学 力学与工程科学系 §10-1 白光入射时的等差线 白光 等倾线： 黑色条纹 等差线：彩色条纹 等色线 互补色光 光程差数值相同的点，形成同一种颜色的条纹。 黄、红、蓝、绿 黑点 一、二级条纹： 黄、红、(蓝)、绿 三、四级条纹： 粉红、淡绿 很淡的红色和黄绿色 四级以上条纹： 暗场： 零级条纹： 1、永久性黑点 或 即主应力差为零的点。 2、暂时性黑点 隐没点： 最小， 条纹级数最小。 发源点： 最大， 条纹级数最大。 单色光源 （相对周围最小） 3、零级条纹的确定： （1） 白光光源， 双正交圆偏振布置下的黑色条纹； （2）模型的自由方角上， （3）拉应力和压应力的过渡处，必有一个零级条纹。 4、区别永久性黑点和暂时性黑点 （1）用加载、减载方法 永久性黑点不变 （2）用白光： 黑点 暂时性黑点 彩色 条纹级数的性质： （1）不同级数的条纹不会相交。 （2）条纹依次递增或递减。 5、无零级条纹： 连续加载法 6、钉压法： 确定自由边界的主应力拉、压性质。 永久性黑点 各向同性点 等应力点 永久性黑点 奇 点 应力零点 隐没点 发源点 永久性黑点 各向同性点 等应力点 永久性黑点 奇 点 应力零点 隐没点 发源点 条纹级数增加 条纹级数减小 平行圆偏振布置： 半数级条纹 亮场 正交圆偏振布置： 整数级条纹 暗场 暗场 亮场 任意点的条纹级数： 非整数、半整数级条纹级数 旋转检偏镜法 步骤： 双正交圆偏振布置 1／4波片 1 快轴 1／4波片 2 快轴 （1）求出被测点的主应力方向； 测出通过该点的等倾线 （2） 圆偏振布置 （3）单独旋转检偏镜 黑点 带入 O 点为黑点 即： 则： 被测点 O 的等差线条纹级数 整数级等差线条纹级数 旋转检偏镜法 Tardy 补偿法 步骤： 双正交圆偏振布置 1／4波片 1 快轴 1／4波片 2 快轴 （1）求出被测点的主应力方向； 测出通过该点的等倾线 （2） 圆偏振布置 （3）单独旋转检偏镜 黑点 被测点 O 的等差线条纹级数 整数级等差线条纹级数 检偏镜旋转 N 级条纹移动到O点； 反向旋转 （N-1）级条纹移动到O点； 方法简单，可以求模型上任意一点的等差线条纹级数。 1、圆偏振布置中，试件只有等差线无等倾线。 2、白光光源下等差线为彩色条纹， 能区分条纹级数 N 的方向。 3、单色光下等差线为黑色条纹。 4、双正交圆偏振布置下得： 整数级条纹 暗场 平行圆偏振布置下得： 半数级条纹 亮场 5、非整数级条纹用补偿法 旋转检偏镜法 Tardy 补偿法 平行圆偏振布置： 半数级条纹 亮场 正交圆偏振布置： 整数级条纹 暗场 暗场 亮场 一、等倾线的绘制 白光光源 正交平面偏振布置 等差线为彩色条纹 等倾线为黑色条纹 起偏镜 P 水平，检偏镜 A 垂直， 出现 等倾线。 逆钟向同步旋转 P ，A； （1）反复观察； （2）选择载荷。 等倾线图 等倾线图 分析法：对径受压圆盘： 先判定中心点的主应力方向； 纯弯曲梁： 拉伸方向为 方向。 1、自由曲线边界上的等倾线 曲线的切线和法线就是该点的主应力方向。 等倾线 主应力方向 2、直线边界上的等倾线 边界线与等倾线重合。 3、对称轴上的等倾线 对称轴为应力主轴 各向同性点： 应力圆为一点。 任一方向都是主应力方向。 所有等倾线都通过各向同性点。 除了在各向同性点上，等倾线一般不相交。 等倾线相交的点为各向同性点。 主应力迹线： 表示主应力方向的曲线族， 曲线的切线和法线为该点的主应力方向。 等倾线 1、主应力迹线的绘制： （1）作基准线 （2）作斜线 （3）作平行短线 （4）连成光滑曲线 以平行短线为切线 实线族 （5）作正交曲线 虚线族 2、主应力迹线的特性 （1）两族主应力迹线一定是正交曲线族。 （2）无各向同性点的自由边界或对称轴，本身就是一条主应力迹线。 （3）正各向同性点附近的两族主应力迹线呈联锁式。（抛物线