Spannungsoptik

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November 26, 2016 Uwe Zapf S 0 16

Die Spannungsoptik ist ein experimentelles Verfahren, um die Spannungsverteilung eines Materials zu bestimmen.

Die Methode ist vor allem in Fällen, in denen die mathematischen Methoden unwirksam werden verwendet. Im Gegensatz zu den analytischen Methoden der Bestimmung der Spannungen, Spannungsoptik bietet eine einigermaßen genaue Verteilung der Spannungen auch rund um die abrupte Diskontinuität in einem Material. Das Verfahren ist ein wichtiges System für die Bestimmung der kritischen Punkte der Spannung in einem Material und wird häufig für die Bestimmung der Faktoren der Spannungskonzentration in dem bei unregelmäßiger Geometrie verwendet.

Prinzip der Spannungsoptik

Das Verfahren beruht auf der Eigenschaft der Doppelbrechung von einigen Materialien besaßen basiert sind transparent, wenn sie durch ein System von äußeren Kräften erbeten.

Nach dem Wellenmodell des Lichts ist eine Transversalwelle Ebene des elektromagnetischen Feldes, so dass in einem kartesischen Bezugssystem, wobei eine der Achsen mit der Richtung der Ausbreitung, wobei ein Strahl von linear polarisiertem Licht kann in zwei Komponenten zerlegt werden, dass Strahlen in einem isotropes Medium wie Luft breiten sich mit der gleichen Geschwindigkeit gleich ist, wobei c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und n der Brechungsindex des Mediums.

Wenn ein Strahl von polarisiertem Licht daher wirkt normalerweise ein Blatt unbelasteten isotropes transparentes Material, werden die Strahlen in den Plattenkomponenten mit der gleichen Geschwindigkeit fortpflanzen, so dass sich als in Phase sein, wenn sie von der Platte austreten.

Wenn der Bogen vorgespannt ist, die Strahlen, die durch die Plattenteile haben Polarisationsachsen mit den Hauptrichtungen der Spannung in dem Einfallspunkt zusammenfällt.

So dass, wenn man die Platte zwischen einem Polarisator und einem Analysator mit den Achsen der Getriebe kann festgestellt werden, dass die Punkte auf dem Schwarzen Dokumentenansicht durch den Analysator haben Hauptrichtungen mit den Achsen der Übertragung von dem Polarisator und dem Analysator einstimmend gekreuzt haben.

Diese Punkte bestimmen die Kurvenscharen auf der Platte genannt Isoklinen.

Während rotierende Polarisator und Analysator die Isoklinen die Platte variieren ständig erlaubt, an jedem Punkt ein Tor das Kreuz der Hauptrichtungen der Spannung.

Für das Phänomen der Doppelbrechung auch gelegentliche mechanischen Komponenten die zwei Strahlen breiten sich in der Platte mit unterschiedlichen Drehzahlen gleich und so dass, wenn sie von der Platte entstehen anscheinend aus der Phase um einen Winkel sein deltafi daß nachgewiesen werden kann, die proportional zur Differenz angesehen werden.

Diese Phasendifferenz wird durch das menschliche Auge wahrgenommen wird, durch die Beobachtung des Lichts, das aus dem Analysator austritt, mit einer charakteristischen Farbe, so dass die Punkte auf dem Bogen, die die gleiche Farbe haben den gleichen Unterschied.

Das Gesetz der Brewster II bzw. der Spannungsoptik, feststellt, dass die Differenz zwischen den Brechungsindizes proportional zu der Differenz der Hauptspannungen an einer Stelle, nach der Gleichung mit K photoelastische Konstante des Materials.
Die Punkte der Platte mit der gleichen Farbe haben die gleiche Differenz dann zwischen den Hauptdehnungen und identifizieren die Familien von Kurven gleicher Farbe in der Tat isochromatic genannt.

Isoklinen und isochromatic

Die Isoklinen sind der Ort der Punkte in der Audition, entlang der das Kreuz der Hauptspannungen ist so konstant orientiert. Die isochromatic sind der Ort der Punkte, in denen die Differenz der Hauptspannungen konstant ist.

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