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光测技术实验报告

实验一：光弹仪认识、实验二：材料条纹值的测定、

实验三：平面应力光弹实验

实验一：光弹仪认识

一、 实验目的

了解光弹仪各部分的名称和作用，掌握光弹仪的使用方法。

观察光弹性模型受力后在偏振光场中的光学效应。

二、 仪器设备

光弹性仪。

光弹性模型。

三、 实验步骤

观看光弹性仪各个部分，了解其名称和作用。

调整光源及各镜片和透镜的高度，使它们的中心线在同一条水

平线上。

正交平面偏振布置的调整：首先，卸下两块四分之一波片（将四分之一波片转动到0度），旋转一个偏振片，使呈现暗场，表示它们的偏振轴正交。然后，开启白光光源，将一个标准试件放在加载架上，是试件平面与光路垂直，并使其承受铅垂方向的径向压力。同步起偏镜及检偏镜，直至圆盘模型上出现正交黑十字形。

双正交圆偏振布置的调整：在调整好的正交平面偏振布置中，先旋转一个四分之一波片，使检偏镜后看到的光场最暗。然后将四分之一波片任意方向旋转45度，在将另外一个四分之一波片旋转，使光场再次最黑。这时，两块四分之一波片是相互正交的。

施加载荷后，从中间出现黑色条纹，增大载荷，条纹向两边扩散，出现多级条纹。

实验二：材料条纹值的测定

一、实验目的

1.学会测定光弹性材料条纹值

二、实验原理

对径受压圆盘条纹值的测定

圆盘半径为D,厚度为h,载荷为P,则材料条纹值为

f=T5n

三、实验步骤

调整光弹仪各镜轴位置，呈正交平面偏振布置。

2.调整加载架，安装试件。

记录等差线图

算出标准试件的材料条纹值。

四、实验原始数据

N=1,P=23.

N=2,P=47.3.N=3,P=70.9.五、数据处理N=1,P=23.5,8x23N=2,P=47.3,N=3,P=70.9,8Pf=

N=2,P=47.3.

N=3,P=70.9.

五、数据处理

N=1,P=23.5,

8x23

N=2,P=47.3,

N=3,P=70.9,

8P

f= = =1.171kg/m

兀DN兀x5x10-2x1

/ 8P 8x47.3

f= = =1.204kg/m

兀DN兀x5x10-2x2

,8P 8x23

f= = =1.203kg/m

兀DN兀x5x10-2x1

平均条纹值f=

1.171+1.204+1.203

3

=1.192kg/m

六、误差分析压力P的测量会有些许误差，导致材料条纹值的误差。

实验三：平面应力光弹实验

一、 实验目的

掌握绘制等倾线图方法。

用剪应力差法计算模型中某一断面上的应力分布。

二、 实验仪器

光弹性仪一台。

平面应力弹性模型一个。

三、 实验方法

调整光弹性仪各镜轴位置，在正交平面偏振布置下绘制等倾线图，并注明等倾线角度，在双正交圆偏振布置下绘制等差线图，并确定条纹级数。

用剪应力差法计算某一断面上的应力分布。

四、 实验步骤

在等差线和等倾线图上画出计算截面OK，将OK等分成若干段，间距为△x，标出各分点。再作OK的上辅助截面线AB和下辅助截面线CD，两辅助截面与OK截面的间距均为学，通常为了方便取△x二为。

根据等差线及等倾线图，用图解内插法（或逐点测量）求出各分点的条纹数值和主应力c1与x轴的夹角（以逆时针为针为正），分别记为（N）、（N）、（N）及（。）、（。）、（。）。

OKiABiCDiOKABiCDi

按式T巧=2Nsin0计算各截面上各分点的剪应力。

按式At=tab—tcd求上截面与下截面各分点的剪应力差值，再按式

xyuu

At\i=—虹L——-—以L求在Ax之间At的平均值。

xyi-1 2 xy

竺的正负号，与所取的坐标和剪应力差的计算有关。Ax若与正ox轴同向Ay

则Ax为正；当At按式A=Tab-Tcd计算时Ay取正号，反之为负。^^ xy

求。z的初始值（。「°。点o应取在自由边界上或取在已知分布载荷作用的

边界上；这时，（。「°为已知值。

Axt t,

i-1-At、a求各点的b当

i-1

Ax-At|i——xy°Ay

当i=2,则有

(bx

(b

x

I"(^x)1-ATxy

|2竺......等等。

1Ay

按式b=b±：（磐）2-4t2或b=b—Ncos29计算各点的b。

yx\h x：y yxh y

作OK截面上b、b及t的应力分布图。

作静力平衡校核。根据内力与外力必须平衡的条件，对己得的结果进行校核，以估计结果的误差。

计算时一般用表格进行。应力单位先用“条”表示，最后再乘以f/h，换算成以N/m2为单位的模型应力值。

五、实验现象记录

4

六、实验结果