Laboratorium Wytrzymałości materiałów	Imię i nazwisko: Dasiewicz Piotr Rok, grupa: trzeci, 302M
Numer i temat ćwiczenia: 3. Elastooptyka - wyznaczanie elastooptycznej stałej modelowej i współczynnika koncentracji odkształcenia w karbie.	Data wykonania 25.10.2010	Przygotowanie	Sprawozdanie
				Sprawdzian	Ocena:

• Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczanie elastooptycznej stałej modelowej

i współczynnika koncentracji odkształcenia w karbie.

• Teoria

Dwójłomność wymuszona - po zdeformowaniu w materiale kryształki (ich osie optyczne) są zorientowane zgodnie z kierunkami głównymi odkształcenia

Naświetlając spolaryzowanym promieniem w miejsce odkształcenia zobaczymy, że ten promień ulega rozszczepieniu na 2 płasko spolaryzowane promienie drgające w płaszczyznach wyznaczonych przez kierunki odkształceń ε₁ i ε₂­.

δ- przesunięcie w fazie tych promieni

Zależność pomiędzy odkształceniem a linowym przesunięciem fazowym

m - rząd izochromy (warstwice izochrom)

Jeśli jest znany m to możemy określić różnicę odkształceń lub naprężeń.

Polaryzacja światła - uporządkowanie jego drgań

Metoda elastooptyczna pozwala obserwować i rejestrować wielkości charakteryzujące stan odkształcenia w konstrukcji

Idea metody:

-wykonanie konstrukcji z materiału przezroczystego o specjalnych właściwościach optycznych

-konstrukcja jest mieszana w polaryskopie (można zobaczyć izokliny i izochromy) i obciążana oraz prześwietlana

Budowa polaryskopu

Składa się z filtrów polaryzacyjnych: P (bliższy światła - polaryzator) A (dalszy - analizator)

- przepuszczają prostopadłe składowe drgań do osi filtru

Powstawanie prążków - powstawaniem ciemnych punktów/lini w badanym prześwietlanym modelu

Izokliny - miejsca punktów o jednakowych kierunkach głównych odkształcenia, określana jest wartością kąta fi (parametr izokliny)

Izochromy - miejsca punktów w których różnice odkształceń mają jednakową wartość

Manipulując wzorem x będziemy widzieć stałą izoklinę a zmieniać a zmieniać się będą izochromy.

Aby otrzymać izochromy stosujemy polaryskop do badań w świetle spolaryzowanym kołowo.

Ustawienie układu filtrów polaryskopu polega na określaniu położenia współrzędnych p¹ i p² - równolegle do osi obu skrzyżowanych filtrów.

W badaniach elastooptycznych często ograniczamy się do wyznaczenia rozkładów odkształcenia/naprężenia wzdłuż brzegów oraz do ocen pola izochrom i izoklin.

Interpretacja obrazu izochrom:

- izochromy w obszarze centralnym są prawie równoległe

-izochroma=0 na osi zginania

-odstępstwa od normy występują w punkcie przyłożenia

-wraz z oddalaniem się od tych punktów zaburzenia znikają (zasada Saint Venanta)

Metoda ostrza - używana do określenia znaku naprężeń głównych. Polega na lokalnym przykładaniu prostopadle do krawędzi modelu - równomiernie na jej grubości - dodatkowego obciążenia ( naprężenia ściskającego ) i równoczesnym obserwowaniu zachowania się izochrom wokół miejsca przyłożenia tego obciążenia. Obciążenie przykłada się stępionego ostrza. - stąd nazwa procedury. W przypadku gdy naprężenie główne ma znak ujemny po przyłożeniu dodatkowego naprężenia ściskającego zauważymy „wessanie” pola izochrom. Rząd izochrom maleje. Gdy naprężenia główne mają znak dodatni, przyłożenie dodatkowego naprężenia ściskającego spowoduje rozepchnięcie pola izochrom. Rząd izochrom rośnie.

• Wymiary badanego elementu:

a = 15mm b = 4mm h = 15mm

Przyłożone obciążenie:

Siła 2P = 230N

• Wzory obliczeniowe:

σ₁ = m∙C_σ

, gdzie:

P- siła obciążająca , g- grubość płytki, h- wysokość płytki

1. Ramie siły , m- rząd izochromy ,x-odległość izochromy

• Tabele pomiarowe

Rząd izochromy [mi]	Współrzędna izochromy (x^2)	Elastooptyczna stała modelowa	Średnia elastooptyczna stała modelowa
		[mm]	[MPa]	[MPa]
1	2	3,067	3,365
2	4,5	3,45
3	7	3,578

• Wnioski

Po przeanalizowaniu doświadczenia polegającego na wyznaczeniu rozkładu zarówno izochrom jak i izoklin możemy stwierdzić że rozkład naprężeń w części środkowej jest równomierny i możliwy w łatwy sposób do odczytania. W obszarze gdzie przykładaliśmy siłę naprężenia były duże, liczba rzędów izochrom była stanowczo większa niż w części środkowej. Elastooptyczna stała modelowa zmniejsza się wraz ze wzrostem rzędu izochromy `m'. W naszym ćwiczeniu próbkę obciążaliśmy punktowo, co wywołało spore naprężenia w tym obszarze, można więc stwierdzić że takie przyłożenie siły jest mało korzystne.

---