光测力学中的无损检测方法.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,光测力学中的无损检测方法,本节的主要内容,光的特性,光弹性测试方法（光弹性贴片方法）,全息照相、全息光弹与全息干涉方法,云纹法,散斑法,自然光,普通光源发出的光。,自然光的特点,:,（,1,）,在垂直光线的平面内，光矢量沿各,方向振动的概率均等,.,（,2,）,可以看成由两个振动方向 相互垂直，,振幅相等，互不相干的线偏振光的叠加。,X,Y,Z,波动特性,如果振动方向为,y,，传播方向为,x,光波在空间传播是独立进行的，各自保持自身的频率、振幅、方向。,偏振光：只在一个固定方向上振动的光称为线偏振光。,光的特性,光波干涉,两列光波具有相同频率、振动方向及相位差的光波,合成后：,光的特性,光的特性,极值条件：,振幅具有极值。,光干涉的条件：频率相同、振动方向相同,如果将光程差记为 当初相相同时，,消去时间,t,：,即为椭圆偏振光,光的特性,右旋圆,偏振光,右旋椭圆,偏振光,规定,：迎着光线看（对着光的传播方向），,光矢量顺时针转的称,右旋,圆偏振光,（或椭圆偏振光）；,光矢量逆时针转的称,左旋,圆偏振光,（或椭圆偏振光）。,双折射：,光束,入射到各向异性的,晶体,，,分解,为两束光而沿不同方向,折射,的现象。如方解石。,人工双折射：人工双折射是用人工的方法造成材料的各向异性,从而获得双折射的现象，如环氧树脂、有机玻璃和聚碳酸酯。,光的特性,偏振片与四分之一玻片,偏振片：使自然光形成平面偏振光的器件称为偏振片。,四分之一玻片：由两束平面偏振光相位差,/2,所形成的两束平面偏振光的晶体薄片。,光的特性,2,、用双折射法获得偏振光,O,光（寻常光）,遵守折射定律,e,光（非常光）,不遵守折射定律,A,C,B,o,e,D,e,o,光矢量：光波是电磁波，在光波中，产生感光作用与生理作用的主要是电场强度,E,一般我们将,E,称为光矢量。,光强：光强正比于光电场强度 的平均值,光的特性,光弹性仪工作原理,等差线：主应力差值相同的各点连线。,等倾线：主应力方向相同的各点连线。,光弹性定律,平面光学的应力,-,光学定律,实验指出，二列光通过模型后光程差 与模型中光入射点的主应力差 及模型厚度成,h,正比：,若入射光为平面单色光，波长为 光程差为波长的,m,倍,a,、反复加载，等倾线不变，等差线改变。,区分等倾线与等差线,b,、同步旋转起偏镜与检偏镜，等倾线改变，等差线不变。,c,、凭经验，等倾线较粗（一片黑），等差线较细（一条线）。,等差线级数,当等差线条纹级数,n=0,1,2,都满足消光条件，幕上都呈黑线。,确定条纹级数的关键,找出,零级,，即,1,2,包括,1,2,0,和,1,2,0,，由于应力分布的连续性，等差线不仅是连续的，条纹级数的变化也是连续的，只要确定了零级，则依次一级，二级也就能确定了。,确定零级的方法：用,白光,作光源，零级等差线在白光中总是呈黑色的，并且只有零级等差线才呈黑色。同一颜色必定是,同级等差线,，按颜色来就能确定级数了，这时的等差线又称为,等色线,。,在使用单色光源时，,等倾线,与,等差线,都呈黑色，不易辨认，为了消除等倾线以获得清晰的等差线图，在光弹性仪两偏振镜之间装上二块,1,4,波长片，形成圆偏振光,场。,正交圆偏振场中的光强：,正交圆偏振场,45,45,快轴,慢轴,45,45,快轴,慢轴,P,A,S,z,正交圆偏振场中，无等倾线。故等差线比较清晰。,光强,:,圆环试件两端受压等差线图,光弹性应力场的计算,利用等差线确定主应力差的值,利用等倾线确定主应力方向,补充条件：,1,）一个主应力为零或已知,2,）一个方向上的应力已知,3,）主应力和已知,贴片光弹性法,贴片光弹性法也称光敏薄层法，把光学灵敏度比较高的光测材料牢固地贴在待测结构物的表面，当结构物受力变形时也发生相同的变形。,本质上与光弹性法相同，光路稍有差别。,