光弹性应力分析 实验报告共43页
光弹实验报告
光弹实验报告光弹实验报告Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】光弹性应⼒测试实验报告指导教师：王美芹学院：班级：学号：姓名：⼀、实验内容与⽬的1．了解光弹性试验的基本原理和⽅法，认识偏光弹性仪；2．观察模型受⼒时的条形图案，认识等差线和等倾线，了解主应⼒差和条纹值得测量；3．利⽤图像处理软件，对等倾线和等差线条纹进⾏处理。
⼆、实验设备与仪器1．由环氧树脂或聚碳酸酯制作的试件模型⼀套；2．偏光弹性仪及加载装置。
三、实验原理光弹性实验主要原理是根据光的这⼀特性：光在各项同性材料中不发⽣双折射，⽽在各向异性的材料中发⽣双折射，且光学主轴与应⼒主轴重合。
模型材料在受⼒前为各向同性材料，受⼒后部分区域变成各向异性，然后再根据光的⼲涉条件可知，在正交平⾯偏振场中，当光程差为波长整数倍时（等差线）或者模型应⼒主轴与偏振轴重合时（等倾线）光的强度为零，相应地显⽰出来的条纹为暗条纹，⽽在平⾏平⾯偏振场中，根据⼲涉条件可知，在正交平⾯偏振场中的暗纹条件恰好为平⾏平⾯偏振场亮纹的条件。
然⽽，等倾线和等差线在⼀个图像上显⽰，难免会使图像不清晰，为了改进实验，我们在实验中把平⾯偏振场改为圆偏振场，这样就可以得到清晰的等倾线，它与平⾯偏振场的区别是在装置的模型两侧分别加了⼀个四分之⼀波⽚，当然了，也可以通过快速旋转正交偏振轴，快到应⼒模型上不同度数等倾线的取代过程⽤⾁眼分辨不出来来消除等倾线的影响。
应⼒模型所使⽤的仪器为偏光弹性仪，由光源(包括单⾊光源和⽩光光源)、⼀对偏振镜、⼀对四分之⼀波⽚以及透镜和屏幕等组成，其装置简图1。
正交时开成暗场，通常调整⼀偏振镜轴为竖直⽅向，另⼀为⽔平⽅向。
当两偏振镜轴互相平⾏时，则呈亮场。
M是四分之⼀波⽚，若把四分之⼀波⽚的快慢轴调整到与偏振⽚的偏振轴成45o的位置，就可以得到圆偏振光场。
（1）平⾯光弹性的应⼒—光学定律光弹性模型使⽤特殊材料制成的，在⼒的作⽤下呈现出双折射现象。
光弹实验报告
三、实验原理
1．明场与暗场 由光源 S、起偏镜 P 和检偏镜 A 即可以组成一个简单的平面偏振光场。起偏镜 P 和检 偏镜 A 均为光学偏振片， 各有一个偏振轴 （成为 P 轴和 A 轴） 。 如果他们的偏振轴相互平行， 由起偏镜产生的偏振光可以完全通过检偏镜， 将在接收屛上形成一个全亮的光场， 简称为明 场。如果两偏振轴相互垂直，则由起偏镜产生的偏振光全部不能通过检偏镜，将形成一个全 暗的光场，简称为暗场。明场和暗场是光弹性测试中的基本光场。 2．应力——光学定律 当把由光弹性材料制成的模型放置在偏振光场中时， 如果模型不受力， 光线通过模型后 将不发生改变；如果模型受力，将产生暂时双折射现象，即入射光线 通过模型后将沿两个主应力方向分解为两束相互垂直的偏振光， 这两束光出射模型后将产生 一光程差 δ 。实验证明，光程差 δ 与主应力差值( σ 1 − σ 2 )和模型厚度 t 成正比，即
πCt( σ 1 − σ 2 ) λ
由式 可以看出，光强 I 与主应力的方向和主应力的差值有关。为使两束光波发生干涉，相 互抵消，必须光强 I＝0。所以
1） a＝0，即没有光源，不符合实际。 2） sin2θ ， 则θ＝0或者90Ұ， 即模型中某一点的主应力方向与检偏镜的偏振轴平行或者 垂时，在屏幕上形成暗点。众多这样的点将形成暗条纹，这样的条纹称为等倾线。在保持 P 轴和 A 轴垂直的情况下，同步旋转起偏镜和检偏镜任一个角度，就可以得到 a 角度的等倾 线。 3） sin
光弹性应力测试实验报告
土木与交通学院 固体力学 钟振威 201020105267
一、实验的目的和要求
1．了解光弹性实验的基本原理和方法，认识偏光弹性仪。 2．观察模型受力时的条纹图案，认识等差线和等倾线，了解主应力查和条纹值的测量。 3．用剪应力差法计算模型中某一断面上的应力分布。
光弹性实验报告
光弹性实验报告一、实验目的光弹性实验是一种用于测量材料内部应力分布的实验方法。
本次实验的主要目的是通过光弹性实验技术，观察和分析受力模型在不同载荷条件下的等差线和等倾线图案，从而确定模型内部的应力分布情况，并验证理论计算结果。
二、实验原理光弹性现象是指某些透明材料在承受载荷时，会产生暂时的双折射现象。
当一束偏振光通过受力的光弹性材料时，其偏振方向会发生改变，从而产生干涉条纹。
这些干涉条纹反映了材料内部的应力分布情况。
等差线是指光程差相等的点的轨迹，它与主应力差成正比。
等倾线则是指主应力方向相同的点的连线。
通过观察和分析等差线和等倾线的图案，可以计算出材料内部各点的应力大小和方向。
三、实验设备和材料1、光弹性实验仪：包括光源、偏振片、分析片、加载装置等。
2、模型材料：环氧树脂或有机玻璃等光弹性材料制成的模型。
3、量具：游标卡尺、千分尺等。
四、实验步骤1、模型制备选用合适的光弹性材料，根据实验要求制作模型。
确保模型的尺寸精度和表面质量，以减少实验误差。
2、仪器调试打开光源，调整偏振片和分析片的角度，使视场呈现暗背景。
检查加载装置的工作性能，确保加载平稳、准确。
3、模型安装将模型安装在加载装置上，注意安装位置和方向的准确性。
4、加载观测逐渐施加载荷，观察等差线和等倾线的形成和变化。
记录不同载荷下的干涉条纹图案。
5、数据测量使用量具测量模型的尺寸和加载力的大小。
记录等差线和等倾线的级数和角度等数据。
6、实验结束缓慢卸载，关闭实验仪器。
五、实验结果与分析1、等差线图案分析在不同载荷下，等差线的分布和密度发生了明显变化。
随着载荷的增加，等差线的级数增多，表明主应力差增大。
通过对等差线的分析，可以定性地了解模型内部应力集中的区域。
2、等倾线图案分析等倾线的分布反映了主应力的方向。
在模型的不同部位，主应力方向有所不同。
通过测量等倾线的角度，可以计算出主应力的方向。
3、应力计算根据等差线和等倾线的测量数据，结合光弹性实验的基本理论和计算公式，可以计算出模型内部各点的应力大小和方向。
平面光弹性实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解平面光弹性实验的基本原理和方法。
2. 学习使用光弹性实验装置，观察和记录应力光图。
3. 通过实验验证光弹性原理在应力分析中的应用。
二、实验原理光弹性实验是一种利用光学原理研究材料内部应力的方法。
其基本原理是：当光通过具有应力状态的透明材料时，光线的传播方向会发生改变，这种现象称为光弹效应。
通过观察和分析光弹效应，可以推断出材料内部的应力分布情况。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 光弹性实验装置（包括光源、显微镜、照相机等）- 模型材料（透明塑料或玻璃）- 标准模型（如拉伸、压缩、弯曲等）2. 实验材料：- 模型材料：透明塑料板或玻璃板- 荧光染料：用于增强应力光图的可视性四、实验步骤1. 准备实验材料，将模型材料切割成所需形状和尺寸。
2. 在模型材料上涂上荧光染料，增加应力光图的可视性。
3. 将涂有染料的模型材料放置在实验装置中，调整光源和显微镜的位置，使光线能够透过模型材料。
4. 开启光源，调整显微镜，观察并记录应力光图。
5. 根据应力光图，分析模型内部的应力分布情况。
6. 对比标准模型，验证实验结果的准确性。
五、实验结果与分析1. 实验过程中，观察到模型材料在不同应力状态下的应力光图。
2. 通过分析应力光图，发现模型材料在拉伸、压缩、弯曲等应力状态下的应力分布情况。
3. 对比标准模型，实验结果与理论预期基本一致，验证了光弹性原理在应力分析中的应用。
六、实验结论1. 光弹性实验是一种有效的研究材料内部应力的方法。
2. 通过观察和分析应力光图，可以直观地了解材料内部的应力分布情况。
3. 光弹性实验在工程实践中具有重要的应用价值。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，避免受伤。
2. 调整光源和显微镜时，保持操作稳定，避免光线晃动。
3. 实验结束后，清理实验场地，回收实验材料。
八、实验总结本次平面光弹性实验，使我们了解了光弹性原理及其在应力分析中的应用。
通过实验，掌握了使用光弹性实验装置的方法，提高了观察和分析应力光图的能力。
光弹性实验实验报告
1. 了解光弹性实验的基本原理和实验方法；2. 学习使用光弹性实验装置进行应力分析；3. 掌握光弹性实验数据处理方法，分析模型的应力分布。
二、实验原理光弹性实验是一种研究物体内部应力分布的方法，其基本原理是利用透明材料在应力作用下产生双折射现象。
通过观察和分析光弹性模型的光学性质变化，可以确定物体内部的应力分布。
实验过程中，将具有双折射现象的透明材料制成研究对象的模型，对模型施加相似载荷，使模型内部产生应力。
此时，模型中的光路发生改变，通过观察和记录模型的光学性质变化，可以分析模型内部的应力分布。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：光弹性实验装置、光源、照相机、量角器等；2. 实验材料：具有双折射现象的透明材料（如硝化纤维素、聚乙烯醇等）。
四、实验步骤1. 准备工作：将透明材料制成研究对象模型，确保模型尺寸符合实验要求；2. 安装模型：将模型放置在实验装置上，调整光源和照相机，使光路通过模型；3. 加载：对模型施加相似载荷，使模型内部产生应力；4. 观察记录：观察模型的光学性质变化，记录光路改变情况；5. 数据处理：对实验数据进行处理，分析模型内部的应力分布。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，观察到了模型在加载过程中的光学性质变化，记录了光路改变情况；2. 数据处理：对实验数据进行处理，得到模型内部的应力分布图；3. 分析：根据应力分布图，分析了模型内部的应力集中区域和应力分布情况。
1. 光弹性实验是一种有效的应力分析方法，可以准确分析模型内部的应力分布；2. 通过光弹性实验，可以了解透明材料在应力作用下的光学性质变化，为材料设计和优化提供依据；3. 实验过程中，应严格按照操作规程进行，确保实验结果的准确性。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意观察模型的光学性质变化，避免光路干扰；2. 加载过程中，注意控制加载速度，防止模型损坏；3. 实验数据应准确记录，以便后续分析。
八、实验总结本次光弹性实验，使我们对光弹性实验的基本原理和实验方法有了更深入的了解。
光弹性实验总结报告
光弹性实验总结报告光弹性实验总结报告光弹性实验是一种基于光的材料性能测试方法，通过测量材料在光作用下的力学响应来研究材料的弹性性质。
在本次实验中，我们使用了一台光弹性仪，对不同材料进行了测试，并对实验结果进行了分析与总结。
首先，我们选择了五种常见材料（金属、塑料、橡胶、木材和陶瓷）作为实验样本，确定了它们的几何形状和尺寸，并在实验仪器中安装调整好样品。
然后，我们使用了一束激光照射到样品表面，在测力传感器的作用下，实时记录样品的位移和力。
在实验过程中，我们发现不同材料在光照下会呈现出不同的弹性行为。
金属材料在受到光照射后表现出较小的变形和较大的弹性恢复，这是因为金属具有较高的弹性模量和强度。
相比之下，塑料和橡胶材料在光照下会有较大的变形，并且较低的弹性恢复，这是因为它们相对较低的弹性模量和强度。
此外，我们还观察到木材和陶瓷材料在光照射下的行为与金属、塑料和橡胶材料有较大的差异。
木材在受光作用下表现出较小的变形和较大的弹性恢复，这是由于木材具有纤维状结构和较高的纤维间键合强度。
陶瓷材料在光照下则显示出较大的变形和较低的弹性恢复，这是因为陶瓷的结构相对松散且易碎，容易发生永久性变形。
通过对实验结果的分析，我们可以得出结论：光弹性实验是一种有效的材料性能测试方法，可以用于研究不同材料的弹性性质。
不同材料在光照下会呈现出不同的弹性行为，这与材料的组成、结构和强度有关。
金属材料具有较高的弹性模量和强度，而塑料和橡胶材料则具有较低的弹性模量和强度。
木材具有纤维状结构和较高的纤维间键合强度，因此在光照下的弹性行为与金属、塑料和橡胶材料有所不同。
陶瓷材料的结构相对松散且易碎，容易发生永久性变形。
最后，我们还需要指出本次实验中存在的一些限制和改进方向。
由于实验样品的选择有限，我们只能对几种常见材料进行测试，难以得到全面的结果。
在日后的实验中，我们可以选择更多不同类型的材料进行测试，以提高研究的广度和深度。
此外，在实验中还需要注意样品的几何形状和尺寸的选择，以及光照的强度和方向的控制，以确保实验结果的准确性和可靠性。
实验报告光测弹性(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解光测弹性原理，掌握光测弹性仪的使用方法。
2. 观察光弹性模型受力后的光学效应，分析应力分布。
3. 通过实验数据，验证光测弹性原理在应力分析中的可行性。
二、实验原理光测弹性法是一种利用光学方法测量材料内部应力分布的技术。
其基本原理是：当光波通过各向异性的弹性体时，会发生双折射现象，使得光波分解为两束折射光线。
这两束光线在通过弹性体时，由于受到不同的应力作用，其相位差发生变化，从而导致光强分布发生变化。
通过观察光强分布的变化，可以分析出材料内部的应力分布。
三、实验仪器与材料1. 光测弹性仪：包括光源、起偏器、检偏器、1/4波片、补偿器等。
2. 光弹性模型：由各向异性材料制成，形状可根据实际需求设计。
3. 支撑装置：用于固定光弹性模型。
4. 测量工具：如标尺、游标卡尺等。
四、实验步骤1. 将光弹性模型固定在支撑装置上，确保模型在受力过程中保持稳定。
2. 打开光源，调节光强，使其达到适宜水平。
3. 将起偏器放置在光源与光弹性模型之间，使其产生线偏振光。
4. 将1/4波片放置在起偏器与光弹性模型之间，使其产生圆偏振光。
5. 将光弹性模型放置在检偏器前，调整检偏器，观察光强分布。
6. 在光弹性模型上施加不同方向的力，观察光强分布的变化。
7. 记录实验数据，分析应力分布。
五、实验结果与分析1. 实验过程中，当施加不同方向的力时，光强分布发生了明显变化。
在受力较大的区域，光强分布呈现出明显的条纹状，且条纹间距随着应力的增大而增大。
2. 通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：（1）光测弹性法可以有效地测量材料内部的应力分布。
（2）应力分布与光强分布之间存在一定的对应关系，即应力越大，光强分布的条纹间距越大。
（3）光测弹性法在实际工程中的应用具有广泛的前景。
六、实验总结1. 本实验成功地验证了光测弹性原理在应力分析中的可行性，为今后相关研究提供了实验依据。
2. 通过实验，掌握了光测弹性仪的使用方法，为今后进行相关实验奠定了基础。
光弹实验报告
一、实验名称光弹法测量应力分布实验二、所属课程名称《材料力学》三、学生姓名、学号、及合作者姓名：XXX 学号：XXX 合作者：XXX四、实验日期和地点实验日期：2023年3月15日实验地点：材料力学实验室五、实验目的1. 了解光弹法的基本原理和方法。
2. 掌握光弹法测量应力分布的实验步骤和操作技巧。
3. 培养实验者的观察能力和分析能力。
六、实验内容1. 光弹法原理介绍2. 光弹法测量应力分布的实验步骤3. 实验结果分析七、实验环境和器材1. 实验环境：材料力学实验室，环境温度为20℃。
2. 实验器材：- 光弹法实验装置一套- 标准光弹片- 实验台- 激光光源- 数字相机- 照片处理软件八、实验步骤1. 准备工作（1）检查实验装置是否完好，确保激光光源、数字相机等设备正常工作。
（2）了解实验原理，熟悉实验步骤。
2. 实验操作（1）将光弹片固定在实验台上，确保其平整。
（2）调整激光光源，使其照射到光弹片上。
（3）调整数字相机，使其对准光弹片。
（4）根据实验要求，施加不同方向的载荷，观察光弹片的变形情况。
（5）记录实验数据，包括载荷、光弹片变形情况等。
3. 数据处理与分析（1）将实验数据输入照片处理软件，进行图像处理。
（2）分析光弹片的变形情况，确定应力分布规律。
（3）根据应力分布规律，绘制应力分布图。
九、实验结果1. 实验现象描述实验过程中，光弹片在不同载荷下发生变形，出现条纹干涉现象。
条纹间距和形状随载荷变化而变化。
2. 实验数据分析通过实验数据分析，得出以下结论：（1）光弹法可以有效地测量应力分布。
（2）实验结果与理论分析基本吻合。
3. 应力分布图根据实验结果，绘制了应力分布图，如图1所示。
图1 应力分布图十、实验总结本次实验通过光弹法测量应力分布，验证了光弹法的有效性和实用性。
实验过程中，我们掌握了光弹法的基本原理和实验步骤，提高了实验操作能力和分析能力。
同时，实验结果与理论分析基本吻合，证明了光弹法在材料力学实验中的应用价值。