Photoelasticimetry: Mekaanisen rasituksen näkeminen optiikalla: 5 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Photoelasticimetry on tapa visualisoida materiaalien kantoja. Tässä opetusohjelmassa näemme, kuinka voit tehdä joitain näytteitä kokeellisen jännitysjakauman määrittämiseksi joillekin materiaaleille mekaanisen kuormituksen alaisena!

Vaihe 1: Joitakin selityksiä siitä, miten tämä toimii

"Kaksiosainen" materiaali on materiaali, jossa taitekerroin (eli valon nopeus) riippuu valon polarisaatiosta ja etenemissuunnasta.

Kun kohdistat mekaanista rasitusta, materiaalin kaksoisjohtavuus muuttuu paikallisesti rasituksen mukaan ja joissakin kohdissa se toimii kuin "aaltolevy", joka muuttaa valon polarisaatiotilaa.

"Polarisaattori" on optinen komponentti, joka päästää vain tietyntyyppiset polarisaatiot kulkemaan sen läpi. Jos asetat päällekkäin kaksi "lineaarista" polarisaattoria, jotka on suunnattu kohtisuoraan, valo estyy, mutta jos lisäät "aaltolevyn", joka on kätevästi suunnattu niiden väliin, valo kulkee läpi ja näet valoa.

Yhdistämällä nämä kaksi tehostetta näet reaaliajassa eri värit, jotka kulkevat tai eivät (koska polarisaation muutos riippuu myös tässä valon aallonpituudesta)

Voit ymmärtää paremmin, miten aaltolevy mahdollistaa valon polarisaation muuttamisen, lukemalla seuraavan artikkelin:

en.wikipedia.org/wiki/Waveplate

Photoelasticimetry -artikkeli menee myös pidemmälle kuin kevyt selitykseni:

en.wikipedia.org/wiki/Photoelasticity

Vaihe 2: Rakenna joitakin mekaanisia kehyksiä rasituksen kohdistamiseksi muoviosiin

Tässä muutamia kehyksiä ja näytteitä, joita kuvittelin visualisoivan kehykset

Vaihe 3: Toteuta kehykset

Kiitos ranskalaiselle I. U. T. Fablab Cachanin kaupungissa (Pariisin eteläpuolella), InnovLab (https://innovlab-iut-cachan.blogspot.com/), minulla oli mahdollisuus käyttää vesisuihkuleikkuria kehysten toteuttamiseksi !

innovlab-iut-cachan.blogspot.com/2018/10/po…

Jos haluat tehdä samoja, voit leikata ne vedellä tai ehkä käyttää muita C. N. C. koneistus. Tässä käytin 12 mm paksuista alumiinimateriaalia.

Sitten voit porata joitakin reikiä ja napauttaa niitä lisätäksesi ruuveja, joiden avulla voit painaa näytteitä. Voit myös tehdä mekaanisen muodonmuutoksen, joka painaa näytettäsi paikallisesti.

Vaihe 4: Toteuta näytteet

Voit myös leikata joitain näytteitä (joitakin tankoja tai Eiffelin kaltaista tornia) muoviin (käytin onnistuneesti noin 7 mm paksuista polykarbonaattilevyä, lasi toimii myös, mutta rikkoutuu helpommin)

Vaihe 5: Nauti kokeilustasi

Laita näyte kehykseen ja katso sitä L. C. D. näyttö (joka lähettää polarisoitua valoa) ja polarisaattori (sain omani sieltä:

Käytä sitten rasitusta ja katso värien muuttuvan.

Nauttia !