ELASTOOPTYKA -jedną z metod analizy stanu naprężenia jest metoda elastooptyczna. Oparta jest ona na pewnych zjawiskach optycznych zachodzących w niektórych ciałach przeźroczystych takich jak szkło ,żywice poliestrowe itp. które wykazują dwójłomność wymuszoną.
POLARYZACJA ŚWIATŁA polega na uporządkowaniu drgań promieni świetlnych . Polaryzacja polegająca na sprowadzeniu drgań promieni świetlnych do jednej płaszczyzny (po przejściu przez płytkę zwaną polaryzatorem) nosi nazwę
polaryzacji liniowej.
Przez wprowadzenie do układu optycznego ćwierćfalówek C1 iC2 uzyskuje się światło spolaryzowane kołowo nie mające uprzywilejowanego kierunku (płaszczyzny) drgań. W przypadku polaryzacji kołowej drgania promienia świetlnego zachodzą w dwóch wzajemnie prostopadłych płaszczyznach. Amplitudy drgań są jednakowe.
Mówi się o polaryzacji eliptycznej jeżeli amplitudy drgań są różne.
DWÓJŁOMNOŚĆ WYMUSZONA jest zjawiskiem zachodzącym w niektórych materiałach przeźroczystych pod wpływem obciążenia. Promień światła spolaryzowanego padający prostopadle na płytkę płasko – równoległą zostaje rozszczepiony na dwa promienie przesunięte w fazie których drgania zachodzą w dwóch wzajemnie prostopadłych płaszczyznach. Zachodzi to tylko w przypadku obciążenia układu i powstania naprężeń w płytce. Wartość przesunięcia jest proporcjonalna do różnicy naprężeń głównych w płytce. W przypadku braku naprężeń (obciążeń) przesunięcie nie występuje.
Odpowiadające przesunięcie liniowe δ wzrasta z grubością g modelu: δ=Cg(σ1- σ2) gdzie: C- stała elastooptyczna materiału modelu [cm /N] g- grubość ścianki modelu [cm]
Przesunięcie liniowe promieni świetlnych wyraża się najczęściej wielokrotnością długości fali świetlnejλ δ=mλ
Podstawowe równanie elastooptyki m=C*g/λ(σ1-σ2) lub σ1-σ2=mkg
gdzie: kg = λ /gC -elastooptyczna stała modelowa m- rząd izochromy
Natężenie światła opuszczającego model I=Iosin2 2αsin2 mπ
gdzie: Io –natężenia światła padającego na model
Analizując obraz otrzymany na ekranie rozróżniamy dwa typowe rodzaje prążków interferencyjnych które wyznaczają pewne wielkości charakteryzujące stan naprężenia modelu.
IZOCHROMY Dla światła monochromatycznego krążki te stanowią ciemne linie ,natomiast w świetle białym są liniami o jednakowej barwie stąd pochodzi nazwa
IZOKLINAMI nazywamy drugi rodzaj prążków określa on miejsca geometryczne tych punktów modelu w których kierunki naprężeń głównych pokrywają się z osiami analizatora i polaryzatora.
Parametrem izokliny nazywamy Kąt jaki tworzy oś optyczna polaryzatora z osią układu odniesienia
Znajomość izoklin pozwala wykreślić trajektorie naprężeń głównych czyli linie wzajemnie ortogonalne mające tę własność że styczne do nich w dowolnym punkcie wyznaczają kierunki naprężeń głównych.
----Wyznaczanie elastooptycznej stałej modelowej z podstawowego równania elastooptyki σ1-σ2=mkg wyznacza się
elastooptyczną stałą modelową kg kg=1/ni*∑kgi=1/ni*∑Pi/Ami gdzie Pi/A=σ
stąd elastooptyczna stała materiałowa k=kgg
----Wyznaczenie naprężeń na brzegu otworu i na krawędzi pręta σ2=0 σ1=mkg
----Wyznaczenie współczynnika kształtu dla przekroju pręta osłabionego otworem kołowym
σk=σmax/σn naprężenie nominalne σn=P/(b-d)g
LaSylka