固体力学实验复习

固体力学实验复习
实验应力分析基础
1.什么是实验力学，有何特点，与其他力学有 何区别和联系？
2.实验应力分析的任务是什么，它可以解决哪 些力学问题？
3.举例说明测量物体变形和应力的基本装置？
4.试述基本单位和导出单位的基本概念。 5.什么是量纲，有量量纲，无量量纲？ 6.什么是定律？ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ7.什么是相似现象和相似系数？在什么条件下才可
16.在应变测试中，怎样根据测点的应力状 态选择应变片？
光测力学
写出光波的正弦表达式。理解公式中符号的 物理意义
在光波表达式中，速度、频率、周期、圆频 率及波长之间有何关系？
写出位相差和光程差之间的关系。
什么叫人工双折射 什么是白光？什么叫单色光？ 什么叫自然光、平面偏振光、圆偏振光？
•自然光——普通光源发出的光。
应力-光性定律描述了受力模型出射两 束平面偏振光的光程差或相位差与主应 力的关系，是光弹性法的理论基础。
光弹性实验仪的光路图
平圆
平 面偏
行 光
偏 振
振 光
光
圆平 偏面平 振偏行 光振光
光
反 光 镜
光 源
准 光 镜
起 偏 镜
¼
波 片
模 型
¼
波 片
检成 偏像 镜透
镜
屏 幕
暗场——起偏镜垂直于检偏镜。 明场——起偏镜平行于检偏镜。 正交圆偏振光场——1/4波片快慢轴成45。
以说两现象是相似的？ 8.什么是准确值、近似值与误差？偶然误差有何特
点，遵循什么规律？ 9.正态分布的均值、精确度与方差是如何定义的，
它有何用途？ 10.简述最小二乘法及用它建立经验公式的步骤。
电测法
1.简述电测法的基本原理及测试过程。
2.什么是电阻应变片，它的工作原理是什么？ 4.简述应变片灵敏系数的标定原理与方法。 5.简述应变片结构及其分类。
振轴夹角。
•等倾线——与主应力方向有关
（模型上 相等的线）
•同步旋转偏振镜，得到不同(0,5,10)等倾线。
等差线与等倾线：
加1/4波片，圆偏振光场，消除等倾线，只有等差线 （彩色条纹）。此时旋转分析镜90°得到园偏振光明场， 背景最亮；半级次等差线为暗条纹。
等差线与等倾线：
• 去掉1/4波片，平面偏振光场：等差线、 等倾线同时存在。
•等差线——主应力差相等的线。
{ 白光 n = 0，σ1-σ2=0，I=0；消光，黑色条纹 n = 1、2…，某种颜色被消光，彩色条 等差线只纹有零级是永远黑色条纹，其他非零级等 差线条纹都是彩色的，所以等差线也称等色线。
I=0, 消光
II0si22 nsi2n C(d 12)
sin2=0， = 0，/2，消光，黑色条纹。 ——模型上某点主应力σ1同检偏镜偏
12.举出几种（最少4种）常用应变片的特点 及用途？粘贴的步骤和要求
13.使用补偿块方法进行温度补偿时，对补 偿块和补偿片有哪些要求？
14.常用电阻应变片的电阻值为多少？灵敏 系数为多少？选择高阻值应变片测量有哪 些好处？
15.电测中的零点漂移由哪些原因造成？怎 样减少零点漂移造成的误差？
光弹性原理(Photoelasity)
5. 出射光强: 设起偏器轴沿x轴方向，σ1与x轴夹角θ。 平面偏振光路
光弹性原理(Photoelasity)
条纹方程:
➢ 等差线
暗场1 暗条2纹方n cd 程: n0,1,2 1 2 n d fc, fc ＝ C 称 为 等 差 材 料 条 纹 值
如何确定平面问题的内部应力状态？什么是 剪应力差法？
如何确定材料的条纹值？它与什么参数有关？
什么叫主应力迹线？
已知平面应力状态下某点的x向应力，y向应 力，该点剪应力。求任意一个方向的正应 力和切应力。
什么是冻结应力？
简述3维光测力学中的模型切片正射法基本原 理。
练习题
.名词解释 1)偏振光2)圆偏振光3)光轴4)光的双折射现象5)起偏镜6)检偏镜7)四分之一波片8)亮场与暗场 1.等差线与等倾线在明场和暗场中有何不同? 2.如何判断等差线级数？ 3.如何判断等倾线角度？ 4.等差线为什么又叫等色线？ 5.如何根据等色的颜色如何判别等差线的级数？ 6.用什么样的偏振光投射光弹性试件时，屏幕上不出现等倾线，依据是什么？ 7.简述光弹性仪的组成及各部分的作用？ 8.简述对光弹性材料的基本要求和光弹性模型的制作过程。 9.画出园偏振光暗场光路布置简图，标明每个光学元件的名称和作用。 10.平面偏光暗场中，受力光弹性模型的光强表达式是什么？公式中每个符号代表什么？单
光弹性原理(Photoelasity)
平面光弹性
3.位相计算
N1 N 2 C ( 1 2 )
( N1 N 2 )d Cd ( 1 2 )
2
(N1
N 2 )d
2
Cd ( 1
2)
1
2
2
Cd ( 1
2)
光弹性原理(Photoelasity)
4.光路: 平面偏振光路
P1//P2: 明场 P1⊥P2: 暗场
• 黑色条纹： 等倾线或0级等差线。
区别：同步旋转分析镜
{ 动：等倾线 不动：等差线
叙述平面应力光性定律，解释公式中符号的
意义。如果用汞光作为光源，测定光弹性 模型上某点的等差条纹级次n=3，若改为钠 光，在相同条件下此点的等差条纹级次n为 多少？
光弹性原理(Photoelasity)
平面光弹性 1. 平面应力试件的暂时双折射效应 •不受力时试件呈现光学各向同性 •受力后试件呈现暂时光学各向异性 •卸载后试件再呈现光学各向同性 2.线偏光沿平面应力试件的法向入射 •入射光分解为二束正交线偏光； •二束线偏光分别沿二个主应力方向偏振； •二束线偏光的传播速度分别由主折射率n1、n2决定
6.什么是惠斯顿电桥?它是如何测量桥臂电 阻变化的？
7.什么是双桥法，它的工作原理是什么？
8.应变仪通常由哪几部分组成，各部分的功 能是什么，怎样选用应变仪？
9.什么是半桥接法，全桥接法？
10.在用应变片进行构件的应变测量时，为 什么进行温度补偿，怎样进行补偿？
11.什么是应变花，在电测法中为什么要采 用应变花，有什么好处？
位是什么？ 11.什么是等差线？什么是等倾线？ 12.写出平面光应力定律的表达式，说明其中每个符号的物理意义及单位。 13.面光弹性斜射法分离主应力的公式是什么？说明公式中每个符号的物理意义。 14.欲浇注一块环氧树脂板材，试写一种所用的原料和配比及脱膜剂。 15.试画出光弹性热－光曲线的一般表示图（n－t图）。说明热－光曲线三个阶段代表了什
• 偏振光——光矢量沿某一特定方向振动。
平面偏振光：光矢量只沿偏振轴方向振动。 圆偏振光：光矢量顶点轨迹为一圆。
•暂时双折射：模型受力后，平面偏振光通过
此模型时，沿两主应力方向分解为两支平 面偏振光，传播速不同，产 生光程差。
• 平面应力光定律：
C( d12)
C —— 光学系数 d —— 模型厚度。 （σ1-σ2）—— 某点的主应力差。
:
➢ 等倾线 1 轴与x 轴夹 角0,90
光弹性原理(Photoelasity)
圆偏振光光路:
光弹性原理(Photoelasity)
a) 明场亮条纹或暗场暗条纹:
1
2
m
cd
m 0, 1, 2L
b) 明场暗条纹或暗场亮条纹:
1
2
n
+
1 2
cd
n 0, 1, 2L
光弹性原理(Photoelasity)
实例
画出平面偏振光暗场装置图。如何调整得到 平面偏振光暗场？写出受力双折射平面模 型在平面偏振光暗场中的光强表达式，并 解释其干涉条纹的意义。
画出圆偏振光暗场装置图。如何调整得到圆 偏振光暗场和亮（明）场？写出受力双折 射平面模型在圆偏振光暗场和亮场中的光 强表达式，并解释其干涉条纹的意义。
如何区别等倾线和等差线？
什么叫等倾线？等倾线在边界如何修正。大 致画出对径受压圆盘上半部分15、30、60度 3条等倾线。
什么是各向同性点？它有什么光学性质？
什么叫等差线？对径受压圆盘等差线大致形 状。
简述非整数级等差线级次的测定方法。
如何确定边界应力的大小和符号？试表达对
角受压正方块边界的应力大小。试画出纯 弯梁上下表面在钉压后的等差线变化形态。
光经起偏镜后的光强：
II0si22 nsi2n C(d 12)
其中变量： θ──模型上任一点σ1与检偏镜偏振轴夹角。 σ1-σ2 ——模型上任一点应力差。 当I=0 时称为消光，形成黑色条纹。
I=0, 消光
II0si22 nsi2n C(d 12)
C(1 d 2 ) n 即 1 ： 2 n c tntf NF
光弹性原理(Photoelasity)
圆偏振光光路:
a) 两偏振片的轴一致，两四分之一波片的快轴与快轴重合 ,暗场； b) 两偏振片的轴一致，两四分之一波片的快轴与慢轴重合 ,明场； c) 两偏振片的轴垂直，两四分之一波片的快轴与慢轴重合 ,暗场; d) 两偏振片的轴垂直，两四分之一波片的快轴与快轴重合 ,明场.
么状态，冻结温度如何确定。