Главная > Физика > Теория упругости (Тимошенко С. П.)
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 52. Методы фотоупругости в трехмерном случае

Модели, используемые в обычных фотоупругих испытаниях, нагружаются при обычной комнатной температуре, являются упругими и для них картина интерференционных полос исчезает вместе со снятием нагрузки. Поскольку свет должен пройти сквозь всю толщину модели, интерпретация картины интерференционных полос возможна только в том случае, когда модель находится в плоском напряженном состоянии — компоненты напряжения при этом распределяются по толщине пластинки почти равномерно. Когда это не имеет места, как, например, при трехмерном распределении напряжений, оптический эффект определяется интегралом, содержащим напряжения во всех точках, расположенных вдоль луча.

Эту трудность можно преодолеть с помощью метода, основанного на наблюдениях, которые сделали Брюстер и Максвелл. Оказалось, что животные клеи, такие, как рыбий клей, если их высушить под нагрузкой, а потом разгрузить, сохраняют в полярископе остаточную интерференционную картину, как если бы они все еще оставались под нагрузкой и оставались упругими.

Как обнаружили более поздние исследования, смолы, такие, как бакелит и фостерит, обладают тем же свойством, если нагружать их в горячем состоянии, а затем охладить. Объяснение состоит в том, что структура этих материалов состоит из прочного упругого скелета, или молекулярной решетки, на который не действует тепло, а остальное пространство заполнено массой слабо связанных друг с другом молекул, которая при нагревании размягчается. Когда горячий образец нагружается, нагрузку несет упругий скелет, который без препятствий упруго деформируется.

При охлаждении размягченная масса, в которую погружен этот скелет, «замораживается» и скелет сохраняет те же деформации даже после снятия нагрузки.

Рис. 109.

Рис. 110.

Подобным же образом существенно сохраняется и оптический эффект, который не меняется, даже если образец разрезать на куски. Следовательно, трехмерный образец можно разрезать на тонкие слои, каждый из которых можно исследовать в полярископе. Напряженное состояние, которое вызывает оптический эффект в вырезанном слое, не является плоским, однако известно, что прочие компоненты не влияют на луч, имеющий направление т. е. направление нормали к плоскости разреза. Интерференционная картина, показанная на рис. 109, была получена в таком слое, центрально

вырезанном из растянутого круглого вала (изфостерита) с вырезом гиперболического профиля. Максимальное напряжение, полученное из этой интерференционной картины, совпадает с теоретическим значением с точностью до 2—3%. На рис. 110 изображена другая интерференционная картина того же типа, полученная на бакелитовой модели соединения болта и гайки. Нижняя гайка обычного типа. Нижняя часть верхней гайки имеет конусообразное очертание и характеризуется меньшей концентрацией напряжений, чем обычная гайка.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление