光弹性实验——(三)三维光弹性实验的“冻结”法

“冻结”法是当前解决三维应力分析问题比较有效的方法,在工程中已获得了广泛的应用。 “冻结”法的实验程序是:三维模型的应力“冻结”→沿需研究的截面切出薄片→将切片夹持于旋转台上,用偏光弹性仪或偏光显微镜,以平行光法或聚敛光法进行实验量测工作,获得必要的数据——等色线及等倾线→根据实验数据进行应力计算,给出工程中提出的应力分析问题。     

用三维应力冻结切片光弹性法设计柴油机的活塞

活塞是柴油机主要的运动件之一,由于它承受机械载荷的同时还受热载荷的作用,因而对它的设计提出了严格要求。活塞结构非常复杂,必须做较多的简化才能用有限元计算,故不能逼真地反映实际情况。用三维应力冻结切片光弹性,能对复杂形状及复杂载荷作用下的结构进行分析,能直观地获得结构全场信息和应力集中点的峰值,特别是可以直接得到设计者所感兴趣的边界应力,因而成为解决工程结构应力分析的重要工具。     

材料热膨胀系数的光测法

本文用云纹干涉原理与图像处理技术相结合,通过测条纹间距获得热膨胀系数．     

三维光弹性中预应力结构的应力冻结研究

本文提出用三维光弹性应力冻结法模拟分析预应力钢筋混凝土结构中的应力。通过模拟体与实体结构的相似性研究,给出了模型载荷比例系数Cq参数,通过参数合理的选取,有效的解决了应力冻结水平预测这一技术关键;用光弹性应力二次冻结法,将结构预应力和负载应力冻结在同一试件中;应分析精度对模型尺寸的要求,采用了精密浇铸的方法制作模型。此外,还研制了受力清晰明确的加载系统。对这些涉及应力冻结的若干关键问题结合工程实例进行探讨。实验应力分析结果与有限元数值法一致性较好。     

关于“光测力学数字图像分析技术”课程的建设

本文介绍“光测力学数字图像分析技术”新课程的内容的设置,并对章节设置、教学改革、教学实验、教学手段等方面的经验进行简要讨论．     

关于三维光弹性几个基本问题的讨论

本文讨论下面几个问题:三维光弹性基本方程;特征量(包括特征方向及特征位相差)与应力分量之间的关系;光弹性基本方程的解。这些问题都是已解决的问题,本文的目的,一是改进解决方法使之简易直接,再是对于改进方法中所依据的物理概念使之更加明确,这样就使这些复杂问题变得易于接受。     

动光弹性法中若干问题的近期研究进展

为适应解决工程中越来越多动态力学问题的需求,在近年来计算技术、高速摄影技术、图像处理技术等迅速发展的基础上,本文对动光弹性法中的若干关键问题近期的研究进展作简要叙述。内容包括：(1)新型数字式动光弹仪的研制,这种光弹仪以激光光源取代多火花放电式光源,实现了连续、实时的强光源,以高速摄影系统取代原来多个相机的拍摄系统,利用计算机软件对整个系统装置进行控制,实现了图像的优化采集,为数字化处理图像提供了有力的保障;(2)静、动光弹性材料的探索,重点介绍了动光弹模型材料的新配方和新工艺;该工艺采用硅橡胶模具,无需使用脱模剂,利用常温固化形成环氧树脂板材或块体,可精密浇注,一次到位,材料具有良好的光力学性能;(3)动光弹的工程应用,利用新型数字式动光弹仪器以及环氧树脂浇注新的工艺进行了实际工程的研究,取得了一些有价值的结果。文中以某舰船中的部件舵机和基座及海岸工程中港口关键部位柱、柱帽连接部位为实例进行了动应力分析,证明了新研制的仪器和新材料均满足试验要求,有广阔的发展前景。     

动光弹性法中若干问题的近期研究进展

为适应解决工程中越来越多动态力学问题的需求,在近年来计算技术、高速摄影技术、图像处理技术等迅速发展的基础上,本文对动光弹性法中的若干关键问题近期的研究进展作简要叙述。内容包括:(1)新型数字式动光弹仪的研制,这种光弹仪以激光光源取代多火花放电式光源,实现了连续、实时的强光源,以高速摄影系统取代原来多个相机的拍摄系统,利用计算机软件对整个系统装置进行控制,实现了图像的优化采集,为数字化处理图像提供了有力的保障;(2)静、动光弹性材料的探索,重点介绍了动光弹模型材料的新配方和新工艺;该工艺采用硅橡胶模具,无需使用脱模剂,利用常温固化形成环氧树脂板材或块体,可精密浇注,一次到位,材料具有良好的光力学性能;(3)动光弹的工程应用,利用新型数字式动光弹仪器以及环氧树脂浇注新的工艺进行了实际工程的研究,取得了一些有价值的结果。文中以某舰船中的部件舵机和基座及海岸工程中港口关键部位柱、柱帽连接部位为实例进行了动应力分析,证明了新研制的仪器和新材料均满足试验要求,有广阔的发展前景。     

用全息光弹性法解三维应力分析问题

本文介绍了进行三维应力分析的全息光弹性方法及有关技术,分析了全息光弹性方法的主要困难在于冻结材料的应力光学常数比B/A接近-0.5,并提供了一种新的光弹性材料制作和冻结工艺。这种材料冻结时的应力光学常数比可以远离-0.5。用这种材料制成的三维模型,可以通过全息光弹性方法获得三维应力的全应力实验解答。用这种方法测定了对径受压圆球和高压压头对称断面上的应力分布。实验结果和理论解进行了比较。     

全息光弹性夹片法解三维接触问题

本文应用反射式同轴全息干涉法与光弹性夹片技术结合,为测定三维模型内部应力的完全实验解提供了一种新方法。该方法能方便地获得单独的等和线干涉条纹图,光路简单且灵敏度高。文中给出了半无限体受集中力作用的实验解与理论解的结果比较,两者能很好地吻合。最后还给出了接触问题的应用实例,所得结果的静力校核误差小于5%。     

动态光测法研究冲击作用下的应力分布问题

本文介绍了微闪光系统,以及在动光弹、动态云纹和白光散斑等光学测量中的应用,得出冲击载荷作用下带孔长方板的应力分布。     

三向光测弹性力学中聚敛光法的应力计算

一、引言本文把三向光测弹性力学中的聚放光法和平行光法结合起来研究,即在基本原理和实验装置上采用聚放光法,而在应力计算上则采用平行光法的概念。本方法区别于平行光法的基本点在于,平行光法在实验时必须以不同的角度向切片进行数次投射,才能根据所得的应力光图进行应力计算,本方法则只需在同一聚放光图(一点的应力光图)中取若干点(一般取三点即可),根据晶体光学理论计算这些点的中心距角(相当于光线的投     

T型管节点光测贴片法的弹塑性分析

本文提出光测贴片法进行弹—塑性分析的应力计算方法和若干关键性的测试技术问题。对海洋工程T型管节点连接主、支管焊趾等处进行了弹—塑性应变和应力分析。给出了相应的应力分布和热点的应力及应变集中系数     

激光全息干涉法测三维位移的误差分析

激光全息干涉法测三维位移,通常采用多张全息图法和单张全息图法。本文推导了这两种方法的测量误差计算公式。并应用这些公式对全息条纹三维读数仪作了较为详尽的误差分析。     

部分相干光云纹干涉法测三维位移场

本文提出了一种用部分相干光可同时获得面内位移和离面位移场的云纹干涉法。该法具有装置简单,无需防震,可用于观场测量等特点。文中论述了此法的基本原理,应用波前干涉理论和付里叶光学理论对变形前后波前的干涉、记录和再观进行了分析,导出了计算公式。实现了透射物体和反射物体表面的面内位移分量(U_0,V_(45),U_(90))和离面位移(w)的全场同时测量,典型实验证明,实验值与计算结果符合较好。     

单光束错位云纹干涉法测三维位移导数

本文提出了一种单光束错位云纹干涉法.该方法可以实现实时测量,并可自动消除刚体位移的影响.该方法可被用于现场和动态测量.     

关于无单元法的若干注记

无单元法(element free method)或无网格法(meshless method),自20世纪90年代以来在国际计算力学界受到广泛重视. 近几年,美国西北大学T. Belytschko,加州洛杉矶大学S.N. Atluri等发表了众多论文,还配合MATLAB高功能程序软件应用于固体力学问题$^{[1\sim4]}$ .我国科技界也迅速推广应用,2000年,清华大学陆明万等$^{[5]}$对无单元法作了综合介绍.近来,笔者从多次学术会议和研究生答辩中感到,在我国为保证无单元法快速正确地应用与发展,有必要在某些方面作一点说明和注记,旨在邦助青年学者们端正看法,掀起一个小小的研究高潮.      

关于工程地震的若干问题

研究工程地震是为了经济而有效地設計和加强建筑物的結構部分,使它們能够成功地抗御在它們的使用期間可能遭遇到的地震。我國处于一个强震活动比较頻繁的区域。因而,工程地震的研究具有明顯的現实意义。     

三维光弹模型内部应力全场分析的进一步研究

本文对目前广泛采用的三维光弹性应力分析“冻结”切片法作了扼要的讨论,并提出以“冻结”法为基础,采用一种连续切片法,可将对切片一次正射所获得的实验数据,与弹性理论基本方程和本文所导出的方法相结合,进行三维模型内部应力全场分析,通过电子计算机进行数值计算,获得了满意的成果,且为今后三维光弹性应力分析自动化提供新的途径。     

关于三维光弹性应力计算的补充方程式的建议

1.引言 本文提出关于三维光弹性应力的计算,与二维光弹性应力计算的方法相类似。首先用光弹性实验方法得到切片边界上的ν_边=(σ_x+σ_y-(μσ)_z)_边值;然后算出切片中各点的ν_s(σ_x+σ_y-(μσ)_z)_s值,它的表达式就是切片中任一点的应力计算的补充方程式。