双轴应力状态下正交异性动态光弹性应力——光性定律研究

基于静态下Ｈｙｅｒ和Ｌｉｕ表述的正交异性应力－光性定律，在前文中，提出了正交异性光弹性复合材料的动态应力－光性定律并证明了其在单轴应力状态下的正确性。本文旨在进一步考察在双轴应力状态下正交异性动态应力－光性定律的适用性，采用的方法是对纤维增强光弹性复合材料制作的平板模型施加冲击荷载，加载方向与材料纤维方向分别成０°、９０°及４５°角，同时进行正交异性动态光弹性实验和动态应变测量，另外，对该模型进行相应的各向异性介质时域边界元计算。把动态应变测量推算出的应力分量以及时域边界元计算出的应力分量分别代入正交异性动态应力－光性定律，得到随时间变化的双折射条纹级数历程，将其与正交异性动态光弹性实验的结果进行比较。实验及计算结果表明，在三个加载方向下，由这三种方法得到的双折射条纹级数历程均吻合良好，从而证明了前文提出的正交异性动态应力－光性定律在双轴应力状态下的正确性。     

光弹性—数字散斑相关混合法在光弹条纹主应力分解中的应用

光弹性法是研究结构内部应力分布问题的一个有效方法.光弹性实验中,通常可以方便地得到等色线条纹图.确定了等色线条纹级数以后,为获得平面模型中任意点的应力完全解,需要借助其它方法给出一个补充方程.本文将光弹性法与数字散斑相关法相结合,提出一种用于光弹性法分离主应力的新方法:光弹性-数字散斑相关混合法.在理论研究的基础上,设计了光弹性-数字散斑相关混合法实验系统,并通过相应的三点弯曲实验对该方法和实验系统的有效性做出分析和论证.该研究为光弹全场应力分解以及动态光弹性-数字散斑相关混合法提供了理论和实验基础.     

柔性膜基结构的应力光学系数测量研究

柔性膜基结构具有轻质化、可折叠、便携等优点，在微机电和柔性电子等前沿领域有广阔的应用前景。相比于传统的刚性结构，柔性膜基结构在制备和随后服役的过程中更容易产生内应力，造成元器件稳定的降低，因此膜基结构的应力测量具有非常重要的意义。本文基于光弹性原理，设计搭建了圆偏振光场下的光弹性实验光路，分别测得了基底和膜基结构在不同应力下的光弹性图像。根据光弹性图像随应力的周期性亮暗变化规律，对图像亮度与所受应力大小进行三角函数拟合，通过拟合结果和所建立的图像亮度与主应力模型对聚酰亚胺基底和金属铜薄膜的应力光学系数进行计算，结果证明了金属铜薄膜具有应力光学效应以及通过透射的方法测量纳米级金属薄膜应力光学系数的可行性。     

正交异性动态光弹性方法的几个基本问题的研究

文章对适用于动态研究的正交异性光弹性复合材料进行了分析，详细说明了光弹性复合材料中残余双折射的确定方法；基于静态下Ｈｙｅｒ和Ｌｉｕ应力－光性定律，提出了正交异性动态应力－光性定律，并对正交异性材料的动态力学参数及动态光弹性常数给出了实用的标定方法；最后，利用三个单轴压缩试件（０°，９０°及４５°），采用动态应变测量方法，证实了单轴应力状态下正交异性动态应力－光性定律的正确性。     

各向异性介质波动问题的时域边界元法及实验验证

对前已建立的各向异性介质波动问题的时域边界元计算模型进行了实验验证．用单向纤维增强光弹性复合材料模拟正交异性介质，用冲击加载，加载方向与纤维方向分别成0°，90°及45°角度，进行了正交异性动态光弹性实验及动态应变测量，并同时对该模型进行了时城边界元计算．将时域边界元方法计算出的应力分量代入正交异性动态光弹性的动态应力-光性定律，得到双折射条纹级数随时间的变化曲线，将其与动态光弹性实验的结果进行比较；此外，由动态电测获得的应变响应曲线推算出应力时程；与时城边界元计算出的应为响应曲线也进行了比较．两种情况下，时域边界元的计算成果均与实验成果吻合较好，从而证明该各向异性介质波动问题的时域边界元计算模型具有较好的精度及稳定性，可用于各向异性介质的动态问题特别是波传播问题的分析研究．     

配筋模型光弹性实验研究

配筋模型光弹性实验应力分析是一种新技术,它是利用偏振光通过处于受力状态下的配筋模型所产生的光学效应来进行应力分析,此用不配筋模型来模拟钢筋混疑土的光弹性实验,能较确切地反映钢筋混凝土结构的应力分布。1955年以来,这种技术引起了许多国家光弹性工作者的重视,相继进行了一些研究,但总的看来还处于初期探索阶     

几种实体桥梁的光弹实验分析与结构评价

为探询桥梁整体结构特点,按照实验力学的相似理论,采用数控加工方法将六种典型实体结构的桥梁制成光弹性模拟试件。通过光弹性实验分析获取它们承载状况下的等色线和等倾线图,经计算机数据采集和处理后,得到模型结构的二维应力分布趋势以及应力沿桥面的变化规律。根据系统工程理论,对它们整体结构进行评价并提出局部改进建议。实验证明光弹法对桥梁结构及复杂弹性几何体承载规律的研究非常有效,是研究这一类问题的一种很好的实验仿真方法。结合理论计算和专家分析系统可以综合的进行桥梁结构方案的优选设计,为理论计算的准确合理性提供实验依据。该实验研究结果可以作为桥梁结构教学素材,为实际建桥方案的拟定提供参照。     

复合弹模光弹模型中粘结约束应力的消除方法

本文对变弹性模量三维光弹地质体模型中的粘结约束应力进行了分析和讨论。同时,提出了两种消除变弹模光弹模型中粘结约束应力的方法。本文对变弹性模量三维光弹性实验的应用和发展具有一定的参考价值。     

光弹性实验——(一)光弹性实验原理和方法的介绍

一、引言 光弹性实验是科学实验的一种,它利用偏振光通过由透明的和各向同性的光敏塑料制成的受力模型,以获得应力光图。然后,用应力状态理论,求出模型中任一截面的应力分布情况。最后,按相似理论将模型的应力换算为与之对应的结构或零件的应力。可见,它是一门与晶体光学、高分子化学、相似理论和固体力学紧密结合的,用实验方法对结构物或零件进行应力分析的科学。     

电子散斑和全息光弹法相结合测量透明材料的应力强度因子K1

全息光弹性中等和线是获得断裂力学中应力强度因子的一种有效方法之一。但用传统的全息光弹性方法获取等和线需暗房，要经过显影定影及再现，而且不能直接数字化使其应用受到限制。本文提出一种将全息光弹性与相移电子散斑干涉（Electric Speckle Pattern Interferometry，简称ESPI）有机结合的方法，不但克服传统全息光弹性的不足，而且使全息光弹性实现了数字化。文中将这一方法成功应用于有预制裂纹的三点弯曲试件上，定量求得其应力强度因子（Stress Intensity Factor，简称SIF）K1，而且实验值和理论值具有相一致的结果。     

正交异性光弹性应力分离的边界元法

本文对平面正交各向异性复合材料模型引入正应力线性和及边界上正应力线性和流的概念,提出从应力相容方程出发.用边界元法计算正交异性光弹性模型内任一点的正应力线性和位的方法,再与正交异性光弹性法中所给出的应力同的关系结合,即可进行正交异性光弹性应力的分离.最后,对边界元方法的精度进行了讨论.     

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。     

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。     

泊松系数对用光弹性法确定应力强度因子的影响

光弹性法确定应力强度因子的概念是 G.RIrwin 在1950年提出的,之后,特别是七十年代以来,许多人进行了这方面的研究,使这一方法由最初提出的求解二维静态 K_1的方法发展成为能解决三维静态 K_Ⅰ,K_Ⅱ,K_Ⅲ和二维动态 K_1,K_Ⅱ的方法。由于工程上常见的复杂三维裂纹体的应力强度因子用计算方法求解的困难,三维光弹性确定应力强度因子的方法就更具有吸引力了。然而,在用三维光弹模型确定工程结构的应力强度因子时还存在一个不符合相似准则的     

三维有限变形线性光弹性材料研究

制成了１５％应变量的三维有限变形线性光弹性材料，可供对橡胶类零件的应力分析之用；在该材料中，以尼龙６作内含体，可以制作初应力很小的三维有限变形复合光弹性模型。     

新的动态光弹性主应力分离混合法研究

动态光弹性法是研究动态问题的一种重要方法,但要实现动态光弹性主应力的分离以及等倾线的获取和分离还存在较大的困难.针对动态光弹性法的主应力分离问题以及相关的试验技术展开研究,以相容方程作为动态光弹性试验的补充条件,将动态光弹性法与数值计算方法结合起来,提出一种用于动态光弹试验主应力分离的新方法:动态光弹性-数值计算混合法,研究并实现了动态光弹性试验中的等倾线的获取和分离.并选用了典型的圆盘试件进行动态光弹性试验及应力分析,对该混合法的可靠性和准确性进行了论证.     

关于三维模型光测“冻结”法的若干问题

一、方法的简介 1.光测法 当偏振光通过受载荷作用的透明塑料模型(光测模型)时,模型各点将产生与应力状态相关联的光学干涉条纹图案——应力光图(等色线及等倾线)。用偏光弹性仪,可以定量地量测应力光图,进而对模型作全面的应力分析。若模型及作用于其上的载荷与真实结构(原型)相似,则根据相似原理,可将模型应力转换为原型应力。上述     

光弹性粘结材料的试验研究

在三维光弹性试验中，为模拟具有软弱夹层或由不同岩土构成的复杂地基问题，需用粘结材料将各种不同弹模的型材粘结成组合模型。本文提出三种新型光弹性粘结材料，并通过试验阐明其光学和力学性能，分析比较了它们的主要特点和差异，同时探讨了其粘结应力的作用与效果。     

动态光弹性方法的主应力分离的研究

本文提出了动态光弹性、动态焦散线实验方法同边界元法结合的混合法，并用这种方法解决了动态光弹性主应力分离的问题，首先对现有的多火花高速摄影系统进行了改造，在动态实验过程中，成功地得到了不同瞬时的清晰的动态光弹性的等差线条纹和动态焦散线系列图像，这样，便可提取不同瞬时的边界应力值、全场主应力差值及边界上的外载。继而提出用Ｌａｐｌａｃｅ变换域上的边界元法来求解在冲击载荷作用下二维弹性模型全场的主应力和。最后，以受冲击载荷作用的圆盘为例，进行实验及边界元法计算，得到了分离的主应力场。     

地铁车站地下拱型结构的光弹性应力分析

本文用三维光弹性法，对地铁车站地下拱型结构进行了实验应力分析并绘出主应力迹线。文中还提出对加压用乳胶气囊进行高温、高压预处理工艺，使乳胶气囊和模型曲面很好地吻合，从而提高了加载的准确度。