光测力学中的无损检测方法精.ppt

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1、光测力学中的无损检测方法第1页，本讲稿共23页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第2页，本讲稿共23页 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。XYZ第3页，本讲稿共23页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。光的特性第4页，本讲稿共23页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

2、后：光的特性第5页，本讲稿共23页光的特性极值条件：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，第6页，本讲稿共23页消去时间t：即为椭圆偏振光光的特性第7页，本讲稿共23页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）。第8页，本讲稿共23页双折射：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。光的特性第9

3、页，本讲稿共23页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。光的特性第10页，本讲稿共23页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ACBoeDeo第11页，本讲稿共23页光矢量：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,E,一般我们将E E称为光矢量。光强：光强正比于光电场强度 的平均值光的特性第12页，本讲稿共23页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。第13页，本讲稿共23页光弹性定

4、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倍第14页，本讲稿共23页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）。第15页，本讲稿共23页等差线级数当等差线条纹级数当等差线条纹级数n=0,1,2,n=0,1,2,都满足消光条件，都满足消光条件，幕上都呈黑线。幕上都呈黑线。确定条纹级数的关键确定条纹级数的关键找出找出零级零级，即，即1 12 2包包括括1 12 20 0

5、 和和1 12 20 0，由于应力分布的连，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，二级也就能确续的，只要确定了零级，则依次一级，二级也就能确定了。定了。确定零级的方法：用确定零级的方法：用白光白光作光源，零级等差线在白作光源，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。光中总是呈黑色的，并且只有零级等差线才呈黑色。同一颜色必定是同一颜色必定是同级等差线同级等差线，按颜色来就能确定级，按颜色来就能确定级数了，这时的等差线又称为数了，这时的等差线又称为等色线等色线。第16页，本讲

6、稿共23页在使用在使用单色光源色光源时，等等倾线与与等差等差线都呈黑色，都呈黑色，不易辨不易辨认，为了消除等了消除等倾线以以获得清晰的等差得清晰的等差线图，在光，在光弹性性仪两偏振两偏振镜之之间装上二装上二块1 14 4波波长片，形成片，形成圆偏振光偏振光场。第17页，本讲稿共23页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PASz第18页，本讲稿共23页正交圆偏振场中，无等倾线。故等差线比较清晰。光强光强:第19页，本讲稿共23页圆环试件两端受压等差线图第20页，本讲稿共23页第21页，本讲稿共23页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）主应力和已知第22页，本讲稿共23页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。第23页，本讲稿共23页