第14章全息光弹性法.ppt

第14章全息光弹性法
第四节 全息光弹性的基本原理
全息光弹性的特点是不仅可以获得等差线，更重要的是可以得到等和线。因此要获得等和线需用两次曝光法。当用圆偏振光时，则再现像的光强分布为
式中
而
t1，t2分别为二次曝光的时第14章全息光弹性法
第四节 全息光弹性的基本原理
全息光弹性的特点是不仅可以获得等差线，更重要的是可以得到等和线。因此要获得等和线需用两次曝光法。当用圆偏振光时，则再现像的光强分布为
式中
而
t1，t2分别为二次曝光的时间，
d， d’ 分别为受力前后模型的厚度，
N表示模型周围介质的折射率，
N0表示模型材料的折射率，
N1 ，N2受力模型两主应力方向上材料的折射率。
此外，还有关系式
则当两次曝光肘间相等时，即t1＝t2＝ t 可得下式
从上式光强可看出，再现像光强分布取决于主应力和(σ1+σ2) 与主应力差(σ1-σ2)值，等值的(σ1+σ2)线称等和线，等值的(σ1-σ2 )线就是等差线
式中
现设等和线的条纹级数为np，等差线条纹级数为nσ ，则
令
故
是等和线的材料条纹值，
式中
又令
故
是等差线的材料条纹值，
式中
故
从上式光强可以看出，因偏振场两次曝光的结果，得到的是等和线与等差线互相调制的组合条纹。由于等和线与等差线同时出现，互相影响，不便于计算分析，还必须研究这两组条纹的分离方法。
第五节 等和线与等差线的分离
采用两种材料做模型来分离条纹，是一种比较方便的方法。如由光学不灵敏材料有机玻璃做模型，经两次曝光获得等和线如图9—3所示。由光学灵敏材料环氧树脂做模型，一次曝光得到等差线，如图9—4所示。这样。就可方便地求得主应力σ1、 σ2的值。
一、两个模型法
由上式，当模型材料为有机玻璃时，因其材料光学常数A=B，即C=0 ，故上式变为
由上式可以看，光强仅由(σ1+σ2)决定，等差线不存在，故可得等和线。当nP为0，+1， + 2···的，光强I=16t2，相应于亮条纹。 nP为+1/2， +3/2，+ 5/2 ···则，光强I=0，相应于暗条纹，即等和线图上的黑色条纹是半级次条纹。
上式中nσ为整数级次时，I=4t2，亮条纹。 nσ为半数级条纹I=o，暗条纹，即等差线图上的黑色条纹为半级次条纹，相当于透射式光弹性中的明场条纹。
由上式知，当用环氧树脂模型加载时，一次曝光，即t1=0时，可得
采用石英旋光器可以分离条纹，所用光路如图9-5所示。，其厚度方向与光铀平行，偏振光通过时能使其振动平面旋转900。这样，就可以消除等差线条纹．单独获得等和线条纹。
二、石英旋光器法
1激光器
11石英旋光器
4分光镜
5扩束镜
10受力模型
3全反镜
2快门
6准直镜
7偏振片
81/4波片
9半透反镜
12全息干板
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