Plastics_11_2024

П Л А С Т И К С № 1 1 ( 2 5 0 ) 2 0 2 4 w w w . p l a s t i c s . r u 39 ТЕХНОЛОГИИ при котором показатель преломления изменяется под нагрузкой. В связи с этим такой метод неразрушающего контроля позволяет анализировать ка- чество прозрачных или полупрозрачных пластиковых материалов без изменения их свойств. Осуществление эксперимента Эксперимент состоит в том, что ис- следуемый образец помещается между двумя поляризующими средами. Для того чтобы создать плоскую поляриза- цию некогерентного света, используют поляризационные линзы. Когда две та- кие поляризованные среды находятся под углом друг к другу, возникает опти- ческий эффект вращения или же появля- ется двойное лучепреломление. Наблю- дение за этим образцом происходит со стороны, противоположной источнику освещения (рис. 1). Поляризованный свет характеризует- ся числом полос или колец, которое яв- ляется мерой действующих напряжений. Если в качестве источника освещения используется белый свет, то картина по- ляризации представляет собой красивый набор полос всех цветов спектра. Но для количественного исследования распре- деления напряжений предпочтительнее использовать монохроматический свет, что позволяет получать более точные результаты [1]. При последовательном нагружении образца изохромы сначала появляют- ся в наиболее нагруженных точках. По мере увеличения нагрузки новые по- лосы появляются на поверхности изде- лия и сдвигаются в зону с наименьшим уровнем напряжении. Полосам могут быть присвоены порядковые номера (1-я, 2-я, 3-я и так далее) по мере их возникновения, и сохранить за ними индивидуальные номера при изменении нагрузки. Изохромы появляются после- довательно, никогда не пересекаются и не сливаются друг с другом, они всегда занимают свое положение в строгои очередности [2]. Возможности применения метода Фотоупругость позволяет предста- вить интерпретацию картины полос по всему полю, оценить номинальные величины напряжении и градиентов, провести количественные измерения. В частности, можно определить на- правления главных напряжении во всех точках фотоупругои модели, величину и знак тангенциальных напряжении вдоль свободных границ и на всех участках, где напряженное состояние является одноосным; при плоском напряженном состоянии — величину и знак разности главных напряжении в выбранных точ- ках исследуемого объекта. Разницу между напряжениями в от- дельных точках изделия можно опре- делить, адаптируя закон Брюстера, по следующей формуле [2]: n x -n y =K∙( σ 1 - σ 2 ), где n x и n y — показатели преломления по осям напряжения (поляризации), σ 1 и σ 2 — соответствующие напряжения, К — коэффициент оптическои актив- ности, характеризующий физические своиства материала (справочное зна- чение). Пример такого расчета можно наблюдать на рис. 2. Методом фотоупругости можно идентифицировать перегруженные и недогруженные области. Успешное применение данного подхода зависит только от точного определения цвета полосы (изохромы) и от соотношения между порядком полосы и величинои напряжения. Общие закономерности Поляризатор 1 Образец (фотоэластичный материал) Поляризатор 2 33,375 МПа 33,375 МПа 22,75 МПа 12,625 МПа 40,5 МПа 45,25 МПа МПа 60 50 40 30 20 10 0 Рисунок 1. Схема эксперимента поляризации Поляризатор 1 Образец (фотоэластичный материал) Поляризатор 2 33,375 МПа 33,375 МПа 22,75 МПа 12,625 МПа 40,5 МПа 45,25 МПа МПа 60 50 Рисунок 2. Пример расчета напряжений [1]