Fotoelasticimetrie: Vidění mechanického stresu s optikou: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Fotoelasticimetrie je způsob, jak zobrazit kmeny v materiálech. V tomto Instructable uvidíme, jak můžete udělat nějaké vzorky pro experimentální určení rozložení napětí v některých materiálech při mechanickém zatížení!

Krok 1: Několik vysvětlení, jak to funguje

"Dvojlomný" materiál je materiál, ve kterém index lomu (tj. Rychlost světla) závisí na polarizaci a směru šíření světla.

Když použijete nějaké mechanické napětí, dvojlom materiálu se lokálně mění v závislosti na přetvoření a v některých bodech působí jako „vlnová deska“, která mění polarizační stav světla.

„Polarizátor“je optická součást, která jím prochází pouze některými typy polarizace. Pokud superponujete dva polarizátory „lineárního“typu orientované v kolmých směrech, bude světlo zablokováno, ale pokud mezi ně přidáte pohodlně orientovanou „vlnovou desku“, světlo projde skrz a uvidíte světlo.

Kombinace těchto dvou efektů umožňuje vidět v reálném čase různé barvy, které procházejí nebo ne (protože modifikace polarizace zde také závisí na vlnové délce světla)

Chcete -li lépe porozumět tomu, jak vlnová deska umožňuje měnit polarizaci světla, můžete si přečíst následující článek:

en.wikipedia.org/wiki/Waveplate

Článek fotoelasticimetrie jde dále, než je moje lehké vysvětlení:

en.wikipedia.org/wiki/Photoelasticity

Krok 2: Postavte několik mechanických rámů, které budou na plastové díly vyvíjet napětí

Zde je několik rámců a ukázek, které jsem si představoval pro vizualizaci rámců

Krok 3: Realizujte rámce

Díky francouzskému I. U. T. Fablab ve městě Cachan (na jihu Paříže), InnovLab (https://innovlab-iut-cachan.blogspot.com/), měl jsem možnost mít přístup k řezačce vodního paprsku za účelem realizace rámů !

innovlab-iut-cachan.blogspot.com/2018/10/po…

Pokud chcete provést vzorky, můžete je řezat vodou nebo použít jiné druhy C. N. C. obrábění. Zde jsem použil hliníkový materiál o tloušťce 12 mm.

Poté můžete vyvrtat několik otvorů a poklepáním na ně přidat šrouby, které vám pomohou přitlačit vzorky. Můžete také vytvořit mechanicky deformovatelnou strukturu, která lokálně přitlačí váš vzorek.

Krok 4: Realizujte vzorky

Některé vzorky (některé tyče nebo věž připomínající Eiffelovu) můžete také nařezat do plastu (úspěšně jsem použil asi 7 mm silný polykarbonátový list, sklo také funguje, ale snáze se láme)

Krok 5: Užijte si své experimenty

Vložte svůj vzorek do rámečku a prohlédněte si jej mezi L. C. D. obrazovka (která vyzařuje polarizované světlo) a polarizátor (dostal jsem tam svůj:

Poté použijte napětí a sledujte, jak se barvy mění.

Užívat si !