光弹性应力分析 实验报告共43页
光弹实验报告
光弹实验报告光弹实验报告Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】光弹性应⼒测试实验报告指导教师：王美芹学院：班级：学号：姓名：⼀、实验内容与⽬的1．了解光弹性试验的基本原理和⽅法，认识偏光弹性仪；2．观察模型受⼒时的条形图案，认识等差线和等倾线，了解主应⼒差和条纹值得测量；3．利⽤图像处理软件，对等倾线和等差线条纹进⾏处理。
⼆、实验设备与仪器1．由环氧树脂或聚碳酸酯制作的试件模型⼀套；2．偏光弹性仪及加载装置。
三、实验原理光弹性实验主要原理是根据光的这⼀特性：光在各项同性材料中不发⽣双折射，⽽在各向异性的材料中发⽣双折射，且光学主轴与应⼒主轴重合。
模型材料在受⼒前为各向同性材料，受⼒后部分区域变成各向异性，然后再根据光的⼲涉条件可知，在正交平⾯偏振场中，当光程差为波长整数倍时（等差线）或者模型应⼒主轴与偏振轴重合时（等倾线）光的强度为零，相应地显⽰出来的条纹为暗条纹，⽽在平⾏平⾯偏振场中，根据⼲涉条件可知，在正交平⾯偏振场中的暗纹条件恰好为平⾏平⾯偏振场亮纹的条件。
然⽽，等倾线和等差线在⼀个图像上显⽰，难免会使图像不清晰，为了改进实验，我们在实验中把平⾯偏振场改为圆偏振场，这样就可以得到清晰的等倾线，它与平⾯偏振场的区别是在装置的模型两侧分别加了⼀个四分之⼀波⽚，当然了，也可以通过快速旋转正交偏振轴，快到应⼒模型上不同度数等倾线的取代过程⽤⾁眼分辨不出来来消除等倾线的影响。
应⼒模型所使⽤的仪器为偏光弹性仪，由光源(包括单⾊光源和⽩光光源)、⼀对偏振镜、⼀对四分之⼀波⽚以及透镜和屏幕等组成，其装置简图1。
正交时开成暗场，通常调整⼀偏振镜轴为竖直⽅向，另⼀为⽔平⽅向。
当两偏振镜轴互相平⾏时，则呈亮场。
M是四分之⼀波⽚，若把四分之⼀波⽚的快慢轴调整到与偏振⽚的偏振轴成45o的位置，就可以得到圆偏振光场。
（1）平⾯光弹性的应⼒—光学定律光弹性模型使⽤特殊材料制成的，在⼒的作⽤下呈现出双折射现象。
光弹实验报告
三、实验原理
1．明场与暗场 由光源 S、起偏镜 P 和检偏镜 A 即可以组成一个简单的平面偏振光场。起偏镜 P 和检 偏镜 A 均为光学偏振片， 各有一个偏振轴 （成为 P 轴和 A 轴） 。 如果他们的偏振轴相互平行， 由起偏镜产生的偏振光可以完全通过检偏镜， 将在接收屛上形成一个全亮的光场， 简称为明 场。如果两偏振轴相互垂直，则由起偏镜产生的偏振光全部不能通过检偏镜，将形成一个全 暗的光场，简称为暗场。明场和暗场是光弹性测试中的基本光场。 2．应力——光学定律 当把由光弹性材料制成的模型放置在偏振光场中时， 如果模型不受力， 光线通过模型后 将不发生改变；如果模型受力，将产生暂时双折射现象，即入射光线 通过模型后将沿两个主应力方向分解为两束相互垂直的偏振光， 这两束光出射模型后将产生 一光程差 δ 。实验证明，光程差 δ 与主应力差值( σ 1 − σ 2 )和模型厚度 t 成正比，即
πCt( σ 1 − σ 2 ) λ
由式 可以看出，光强 I 与主应力的方向和主应力的差值有关。为使两束光波发生干涉，相 互抵消，必须光强 I＝0。所以
1） a＝0，即没有光源，不符合实际。 2） sin2θ ， 则θ＝0或者90Ұ， 即模型中某一点的主应力方向与检偏镜的偏振轴平行或者 垂时，在屏幕上形成暗点。众多这样的点将形成暗条纹，这样的条纹称为等倾线。在保持 P 轴和 A 轴垂直的情况下，同步旋转起偏镜和检偏镜任一个角度，就可以得到 a 角度的等倾 线。 3） sin
光弹性应力测试实验报告
土木与交通学院 固体力学 钟振威 201020105267
一、实验的目的和要求
1．了解光弹性实验的基本原理和方法，认识偏光弹性仪。 2．观察模型受力时的条纹图案，认识等差线和等倾线，了解主应力查和条纹值的测量。 3．用剪应力差法计算模型中某一断面上的应力分布。
光弹性实验报告
光弹性实验报告一、实验目的光弹性实验是一种用于测量材料内部应力分布的实验方法。
本次实验的主要目的是通过光弹性实验技术，观察和分析受力模型在不同载荷条件下的等差线和等倾线图案，从而确定模型内部的应力分布情况，并验证理论计算结果。
二、实验原理光弹性现象是指某些透明材料在承受载荷时，会产生暂时的双折射现象。
当一束偏振光通过受力的光弹性材料时，其偏振方向会发生改变，从而产生干涉条纹。
这些干涉条纹反映了材料内部的应力分布情况。
等差线是指光程差相等的点的轨迹，它与主应力差成正比。
等倾线则是指主应力方向相同的点的连线。
通过观察和分析等差线和等倾线的图案，可以计算出材料内部各点的应力大小和方向。
三、实验设备和材料1、光弹性实验仪：包括光源、偏振片、分析片、加载装置等。
2、模型材料：环氧树脂或有机玻璃等光弹性材料制成的模型。
3、量具：游标卡尺、千分尺等。
四、实验步骤1、模型制备选用合适的光弹性材料，根据实验要求制作模型。
确保模型的尺寸精度和表面质量，以减少实验误差。
2、仪器调试打开光源，调整偏振片和分析片的角度，使视场呈现暗背景。
检查加载装置的工作性能，确保加载平稳、准确。
3、模型安装将模型安装在加载装置上，注意安装位置和方向的准确性。
4、加载观测逐渐施加载荷，观察等差线和等倾线的形成和变化。
记录不同载荷下的干涉条纹图案。
5、数据测量使用量具测量模型的尺寸和加载力的大小。
记录等差线和等倾线的级数和角度等数据。
6、实验结束缓慢卸载，关闭实验仪器。
五、实验结果与分析1、等差线图案分析在不同载荷下，等差线的分布和密度发生了明显变化。
随着载荷的增加，等差线的级数增多，表明主应力差增大。
通过对等差线的分析，可以定性地了解模型内部应力集中的区域。
2、等倾线图案分析等倾线的分布反映了主应力的方向。
在模型的不同部位，主应力方向有所不同。
通过测量等倾线的角度，可以计算出主应力的方向。
3、应力计算根据等差线和等倾线的测量数据，结合光弹性实验的基本理论和计算公式，可以计算出模型内部各点的应力大小和方向。
平面光弹性实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解平面光弹性实验的基本原理和方法。
2. 学习使用光弹性实验装置，观察和记录应力光图。
3. 通过实验验证光弹性原理在应力分析中的应用。
二、实验原理光弹性实验是一种利用光学原理研究材料内部应力的方法。
其基本原理是：当光通过具有应力状态的透明材料时，光线的传播方向会发生改变，这种现象称为光弹效应。
通过观察和分析光弹效应，可以推断出材料内部的应力分布情况。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 光弹性实验装置（包括光源、显微镜、照相机等）- 模型材料（透明塑料或玻璃）- 标准模型（如拉伸、压缩、弯曲等）2. 实验材料：- 模型材料：透明塑料板或玻璃板- 荧光染料：用于增强应力光图的可视性四、实验步骤1. 准备实验材料，将模型材料切割成所需形状和尺寸。
2. 在模型材料上涂上荧光染料，增加应力光图的可视性。
3. 将涂有染料的模型材料放置在实验装置中，调整光源和显微镜的位置，使光线能够透过模型材料。
4. 开启光源，调整显微镜，观察并记录应力光图。
5. 根据应力光图，分析模型内部的应力分布情况。
6. 对比标准模型，验证实验结果的准确性。
五、实验结果与分析1. 实验过程中，观察到模型材料在不同应力状态下的应力光图。
2. 通过分析应力光图，发现模型材料在拉伸、压缩、弯曲等应力状态下的应力分布情况。
3. 对比标准模型，实验结果与理论预期基本一致，验证了光弹性原理在应力分析中的应用。
六、实验结论1. 光弹性实验是一种有效的研究材料内部应力的方法。
2. 通过观察和分析应力光图，可以直观地了解材料内部的应力分布情况。
3. 光弹性实验在工程实践中具有重要的应用价值。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，避免受伤。
2. 调整光源和显微镜时，保持操作稳定，避免光线晃动。
3. 实验结束后，清理实验场地，回收实验材料。
八、实验总结本次平面光弹性实验，使我们了解了光弹性原理及其在应力分析中的应用。
通过实验，掌握了使用光弹性实验装置的方法，提高了观察和分析应力光图的能力。
光弹性实验实验报告
1. 了解光弹性实验的基本原理和实验方法；2. 学习使用光弹性实验装置进行应力分析；3. 掌握光弹性实验数据处理方法，分析模型的应力分布。
二、实验原理光弹性实验是一种研究物体内部应力分布的方法，其基本原理是利用透明材料在应力作用下产生双折射现象。
通过观察和分析光弹性模型的光学性质变化，可以确定物体内部的应力分布。
实验过程中，将具有双折射现象的透明材料制成研究对象的模型，对模型施加相似载荷，使模型内部产生应力。
此时，模型中的光路发生改变，通过观察和记录模型的光学性质变化，可以分析模型内部的应力分布。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：光弹性实验装置、光源、照相机、量角器等；2. 实验材料：具有双折射现象的透明材料（如硝化纤维素、聚乙烯醇等）。
四、实验步骤1. 准备工作：将透明材料制成研究对象模型，确保模型尺寸符合实验要求；2. 安装模型：将模型放置在实验装置上，调整光源和照相机，使光路通过模型；3. 加载：对模型施加相似载荷，使模型内部产生应力；4. 观察记录：观察模型的光学性质变化，记录光路改变情况；5. 数据处理：对实验数据进行处理，分析模型内部的应力分布。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，观察到了模型在加载过程中的光学性质变化，记录了光路改变情况；2. 数据处理：对实验数据进行处理，得到模型内部的应力分布图；3. 分析：根据应力分布图，分析了模型内部的应力集中区域和应力分布情况。
1. 光弹性实验是一种有效的应力分析方法，可以准确分析模型内部的应力分布；2. 通过光弹性实验，可以了解透明材料在应力作用下的光学性质变化，为材料设计和优化提供依据；3. 实验过程中，应严格按照操作规程进行，确保实验结果的准确性。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意观察模型的光学性质变化，避免光路干扰；2. 加载过程中，注意控制加载速度，防止模型损坏；3. 实验数据应准确记录，以便后续分析。
八、实验总结本次光弹性实验，使我们对光弹性实验的基本原理和实验方法有了更深入的了解。
光弹性实验总结报告
光弹性实验总结报告光弹性实验总结报告光弹性实验是一种基于光的材料性能测试方法，通过测量材料在光作用下的力学响应来研究材料的弹性性质。
在本次实验中，我们使用了一台光弹性仪，对不同材料进行了测试，并对实验结果进行了分析与总结。
首先，我们选择了五种常见材料（金属、塑料、橡胶、木材和陶瓷）作为实验样本，确定了它们的几何形状和尺寸，并在实验仪器中安装调整好样品。
然后，我们使用了一束激光照射到样品表面，在测力传感器的作用下，实时记录样品的位移和力。
在实验过程中，我们发现不同材料在光照下会呈现出不同的弹性行为。
金属材料在受到光照射后表现出较小的变形和较大的弹性恢复，这是因为金属具有较高的弹性模量和强度。
相比之下，塑料和橡胶材料在光照下会有较大的变形，并且较低的弹性恢复，这是因为它们相对较低的弹性模量和强度。
此外，我们还观察到木材和陶瓷材料在光照射下的行为与金属、塑料和橡胶材料有较大的差异。
木材在受光作用下表现出较小的变形和较大的弹性恢复，这是由于木材具有纤维状结构和较高的纤维间键合强度。
陶瓷材料在光照下则显示出较大的变形和较低的弹性恢复，这是因为陶瓷的结构相对松散且易碎，容易发生永久性变形。
通过对实验结果的分析，我们可以得出结论：光弹性实验是一种有效的材料性能测试方法，可以用于研究不同材料的弹性性质。
不同材料在光照下会呈现出不同的弹性行为，这与材料的组成、结构和强度有关。
金属材料具有较高的弹性模量和强度，而塑料和橡胶材料则具有较低的弹性模量和强度。
木材具有纤维状结构和较高的纤维间键合强度，因此在光照下的弹性行为与金属、塑料和橡胶材料有所不同。
陶瓷材料的结构相对松散且易碎，容易发生永久性变形。
最后，我们还需要指出本次实验中存在的一些限制和改进方向。
由于实验样品的选择有限，我们只能对几种常见材料进行测试，难以得到全面的结果。
在日后的实验中，我们可以选择更多不同类型的材料进行测试，以提高研究的广度和深度。
此外，在实验中还需要注意样品的几何形状和尺寸的选择，以及光照的强度和方向的控制，以确保实验结果的准确性和可靠性。
实验报告光测弹性(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解光测弹性原理，掌握光测弹性仪的使用方法。
2. 观察光弹性模型受力后的光学效应，分析应力分布。
3. 通过实验数据，验证光测弹性原理在应力分析中的可行性。
二、实验原理光测弹性法是一种利用光学方法测量材料内部应力分布的技术。
其基本原理是：当光波通过各向异性的弹性体时，会发生双折射现象，使得光波分解为两束折射光线。
这两束光线在通过弹性体时，由于受到不同的应力作用，其相位差发生变化，从而导致光强分布发生变化。
通过观察光强分布的变化，可以分析出材料内部的应力分布。
三、实验仪器与材料1. 光测弹性仪：包括光源、起偏器、检偏器、1/4波片、补偿器等。
2. 光弹性模型：由各向异性材料制成，形状可根据实际需求设计。
3. 支撑装置：用于固定光弹性模型。
4. 测量工具：如标尺、游标卡尺等。
四、实验步骤1. 将光弹性模型固定在支撑装置上，确保模型在受力过程中保持稳定。
2. 打开光源，调节光强，使其达到适宜水平。
3. 将起偏器放置在光源与光弹性模型之间，使其产生线偏振光。
4. 将1/4波片放置在起偏器与光弹性模型之间，使其产生圆偏振光。
5. 将光弹性模型放置在检偏器前，调整检偏器，观察光强分布。
6. 在光弹性模型上施加不同方向的力，观察光强分布的变化。
7. 记录实验数据，分析应力分布。
五、实验结果与分析1. 实验过程中，当施加不同方向的力时，光强分布发生了明显变化。
在受力较大的区域，光强分布呈现出明显的条纹状，且条纹间距随着应力的增大而增大。
2. 通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：（1）光测弹性法可以有效地测量材料内部的应力分布。
（2）应力分布与光强分布之间存在一定的对应关系，即应力越大，光强分布的条纹间距越大。
（3）光测弹性法在实际工程中的应用具有广泛的前景。
六、实验总结1. 本实验成功地验证了光测弹性原理在应力分析中的可行性，为今后相关研究提供了实验依据。
2. 通过实验，掌握了光测弹性仪的使用方法，为今后进行相关实验奠定了基础。
光弹实验报告
一、实验名称光弹法测量应力分布实验二、所属课程名称《材料力学》三、学生姓名、学号、及合作者姓名：XXX 学号：XXX 合作者：XXX四、实验日期和地点实验日期：2023年3月15日实验地点：材料力学实验室五、实验目的1. 了解光弹法的基本原理和方法。
2. 掌握光弹法测量应力分布的实验步骤和操作技巧。
3. 培养实验者的观察能力和分析能力。
六、实验内容1. 光弹法原理介绍2. 光弹法测量应力分布的实验步骤3. 实验结果分析七、实验环境和器材1. 实验环境：材料力学实验室，环境温度为20℃。
2. 实验器材：- 光弹法实验装置一套- 标准光弹片- 实验台- 激光光源- 数字相机- 照片处理软件八、实验步骤1. 准备工作（1）检查实验装置是否完好，确保激光光源、数字相机等设备正常工作。
（2）了解实验原理，熟悉实验步骤。
2. 实验操作（1）将光弹片固定在实验台上，确保其平整。
（2）调整激光光源，使其照射到光弹片上。
（3）调整数字相机，使其对准光弹片。
（4）根据实验要求，施加不同方向的载荷，观察光弹片的变形情况。
（5）记录实验数据，包括载荷、光弹片变形情况等。
3. 数据处理与分析（1）将实验数据输入照片处理软件，进行图像处理。
（2）分析光弹片的变形情况，确定应力分布规律。
（3）根据应力分布规律，绘制应力分布图。
九、实验结果1. 实验现象描述实验过程中，光弹片在不同载荷下发生变形，出现条纹干涉现象。
条纹间距和形状随载荷变化而变化。
2. 实验数据分析通过实验数据分析，得出以下结论：（1）光弹法可以有效地测量应力分布。
（2）实验结果与理论分析基本吻合。
3. 应力分布图根据实验结果，绘制了应力分布图，如图1所示。
图1 应力分布图十、实验总结本次实验通过光弹法测量应力分布，验证了光弹法的有效性和实用性。
实验过程中，我们掌握了光弹法的基本原理和实验步骤，提高了实验操作能力和分析能力。
同时，实验结果与理论分析基本吻合，证明了光弹法在材料力学实验中的应用价值。
光弹实验报告
光弹应力测试实验一．实验原理：1、暂时双折射：有些各向同性的透明非晶体材料在自然状态时不会产生双折射，但是当其受到载荷作用而有应力时，产生双折射现象，当载荷卸去时，双折射现象也消失，这种现象称为暂时双折射，也称为光弹性效应。
光弹实验正是应用这种暂时双折射现象。
2、当一束平面偏振光Ep 垂直入射平面应力模型时，光波将沿模型上入射点的两个主应力、方向分解成两列平面偏振光。
这两束光在模型内的传播速度不同，所以通过模型后就产生光程差R 。
光程差R 与该点的主应力差和模型厚度d 呈正比，即或相位差为，式中，c 为模型材料的相对应力光学常数。
由此表明：平面偏振光沿模型上任一点两主应力方向分解的两平面偏振光，在透过模型之后产生的相对光程差或者相对相对位相差与该点的主应力差和模型厚度呈正比。
这称为平面应力——光学定律。
1σ2σ()12-σσ()12R=cd -σσα()122=-πασσλ这样，把一个求主应力差的问题转变为一个求光程差或者位相差的问题。
利用光弹性仪来测定光程差的大小然后根据应力——光学公式确定主应力差值，这就是光弹实验的理论基础。
实验原理图如下：二.实验过程1. 打开激光器，激光束打到分光镜有膜一面（中间的一块）；2. 在模型后20cm左右位置放置白屏，记录位置；3. 调节反光镜，使物光光束透过模型中心，打到白屏上，调节参考光光路反光镜，使参考光光点和物光光点重合；4. 测量两路光程，要做到差距在1cm之内；5. 加上准直镜，为保证激光束垂直通过其光心，调节其位置，使白屏上光点重合，并且使反射光沿原路返回；6. 加扩束镜，撤掉白屏，这时候在墙壁上可以发现一个亮斑。
保证其亮斑中心与未加扩束镜时的亮斑中心重合，然后移动扩束镜，使其亮斑大小与准直镜通光孔径大致相同，并且亮斑均匀；7. 加偏振片&1/4波片，调节角度成45°，加上毛玻璃片；8. 找到两路光重叠的位置，标记；9. 遮住激光束，在黑暗中固定好全息干板。
实验报告4-1 光弹性效应
光弹性效应实验报告实验原理：1. 光弹性效应：有些光学介质在自然状态下没有双折射性质，但当受到机械力作用时，出现双折射现象，应力解除后现象随之消失，这种现象称为光弹性效应。
把具有明显光弹性效应的物质称为光敏物质，其他称为非光敏物质。
在实际应用中，可以用光敏物质做成与待分析部件相似的模型，按部件实际受力情况施加相应的应力。
模型的各受力点产生相应的双折射，即o光与e光折射率n o与n e不同，各点折射率差与改点内应力成正比，即n o-n e=kςK为常数。
利用此原理制成的仪器称为光弹仪。
2.全息光弹法全息光弹法是利用全息干涉原理研究光弹性效应的技术。
光路图如图4-1-1在一个全息照相用的防震台上，让激光束经分束镜分为两束。
一束经扩束镜，准光镜成为平行光，再通过偏振片和四分之一波片成为圆偏振光，经毛玻璃散射后照射待测模型，透过模型投射于全息干板上，这束光称为物光；另一束光经另一套扩束镜，准光镜，偏振片和四分之一波片，成为一束圆偏振光的平行光束，直接投射于全息干板上。
物光与参考光须同时左旋或右旋的圆偏振光。
在模型未加外力时，让物光和参考光同时投射于全息干板上做第一次曝光，记录一次全息条纹；然后给模型加上适当应力，在做第二次曝光。
经两次曝光记录了两套干涉条纹的全息干板显影，定影后，成为全息图。
放回拍摄的位置，撤去实验模型，遮掉物光，以参考光束照射全息图。
迎着原物光方向看，可看到原模型位置有一个所用实验模型的立体虚像，透过望远镜可看到虚像中有明暗相间的干涉条纹。
以ς1表示模型受力最大方向的应力，ς2表示受力最小方向的应力，称ς1与ς2为主应力。
由于沿一个干涉条纹各点有相同的主应力和（ς1+ς2），称此条纹为等和线。
二次曝光法适用于非光敏物质，用于观察等和线。
一次曝光法光路同上，只是在模型未加外力时不曝光，仅在给模型加好外力后作一次曝光，只记录一次全息条纹。
显影定影后放回原位用参考光照明，可用望远镜在模型虚像中看到另一组干涉条纹。
动态光弹性实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过动态光弹性法研究弹性体在动态载荷作用下的应力和应力波传播规律，验证理论分析的正确性，并探讨动态光弹性方法在工程中的应用价值。
二、实验原理动态光弹性法是实验应力分析的一种方法，通过在弹性体表面涂覆光弹性材料，利用光的偏振和干涉现象来观测应力分布。
当弹性体受到动态载荷作用时，光弹性材料会发生变形，导致光的传播路径和偏振状态发生变化，从而产生干涉条纹。
通过分析干涉条纹的形状和分布，可以确定弹性体内的应力状态。
三、实验设备1. 动态光弹性实验装置：包括光源、光弹性材料、样品架、加载装置等。
2. 高速摄影系统：用于记录动态过程中的干涉条纹。
3. 图像处理软件：用于分析干涉条纹。
四、实验步骤1. 准备工作：将光弹性材料涂覆在弹性体表面，设置实验参数，包括光源波长、加载速度等。
2. 加载过程：对弹性体施加动态载荷，记录不同时刻的干涉条纹图像。
3. 数据处理：利用图像处理软件分析干涉条纹，计算应力分布。
五、实验结果与分析1. 实验现象：在动态载荷作用下，弹性体表面出现明显的干涉条纹，条纹分布随着时间变化而变化。
2. 应力分布：通过分析干涉条纹，可以得到弹性体内的应力分布。
结果表明，应力主要集中在弹性体表面和内部裂纹附近。
3. 应力波传播：随着动态载荷的施加，应力波在弹性体内部传播，导致干涉条纹的移动和变化。
通过分析条纹的移动速度和方向，可以确定应力波的传播规律。
六、结论1. 动态光弹性法可以有效研究弹性体在动态载荷作用下的应力和应力波传播规律。
2. 实验结果与理论分析基本一致，验证了理论分析的正确性。
3. 动态光弹性方法在工程中具有广泛的应用价值，可用于预测和分析结构在动态载荷作用下的性能。
七、讨论1. 实验过程中，加载速度对干涉条纹的清晰度和应力分布的准确性有较大影响。
在实际应用中，应根据具体情况选择合适的加载速度。
2. 光弹性材料的选用对实验结果也有较大影响。
应选择具有良好光弹性能的材料，以保证实验结果的准确性。
光弹性应力分析
光弹性应力分析[引言]光弹性是实验力学中的一个分支，这个方法就是用光学灵敏材料制成与实物相似的模型，或在实际构件上粘贴光学灵敏材料，在相应载荷作用下，用偏振光照射可以得到等倾线和等差线的图像，通过分析图像和计算便能得到表面及内部的应力变化规律。
用这种实验方法求得的应力分量对工程设计来说具有足够的精度，它直观性强，可靠性高，适应性广，能求出在各种复杂条件下的全部应力状态。
特别是对理论计算较为困难的形状复杂、载荷复杂并有应力集中的构件（生产中经常遇到），光弹性法更能显示出它的优越性。
[实验目的]1． 掌握光弹性方法的基本原理。
2． 熟悉计算机图像处理技术。
3． 了解光弹性方法在工程技术中的应用。
[实验原理]1．平面光弹性的应力—光性定律平面光弹性是指光弹模型处于平面受力状态的情况。
在光弹性实验中，常用自然光（白光）或单色光作为光源。
白光或单色光通过起偏器形成平面偏振光，当平面偏振光波垂直于模型平面入射时，只要不超过模型材料的弹性极限，通过模型的光波按模型材料的双折射性质将遵循下列两条规律：1．光波垂直通过平面受力模型内任一点时，它只沿这点的两个主应力方向分解并振动，且只在主应力平面内通过。
2．两光波在两主应力平面内通过的速度不等，因而其折射率发生了改变，其变化量与主应力大小成线性关系。
这就是布卢斯特（Brewster,S.D ）定律，用公式表示为)())((212121σσσσ-=--=-C B A n n （1—1）式中常数B A C -=。
由于两光波通过模型时沿主应力12,σσ方向内的折射率不同，故通过模型厚度d 后有一光程差δ出现，且d n n )(21-=δ （1—2）将式（1—1）代入式（1—2），得)(21σσδ-=Cd （1—3）式（1—3）称为平面光弹性的应力—光性定律，它是光弹性实验的基础。
由此可见，只要求出了光程差δ以后，就可以求出平面模型内各点的主应力差，这样就把一个求主应力值的力学问题转换为求光程差的光学问题了。
光弹性实验报告
光弹性实验报告一、 实验目的1. 了解光弹性仪各部分的名称和作用，掌握光弹性仪的使用方法。
2. 观察光弹性模型受力后在偏振光场中的光学效应。
3. 掌握平面偏正光场和圆偏振光场的形成原理，和调整镜片（起偏镜、检偏镜、1/4波片）的方法。
4. 通过圆盘对径受压测量材料条纹级数f ，并通过实验求出两端受压方片中心截面上的应力。
5. 用理论公式计算出方片中心截面上的应力，并与实验得出的数据相比对，判断实验数据的准确性。
二、 实验原理和方法首先引入偏振光的概念，如光波在垂直于传播方向的平面内只在某一个方向上振动，且光波沿传播方向上所有点的振动均在同一个平面内，则此种光波称为平面偏振光。
双折射：当光波入射到各向异性的晶体如方解石、云母等时，一般会分解为两束折射光线，这种现象称为双折射。
从一块双折射晶体上，平行于其光轴方向切出一片薄片，将一束平面偏振光垂直入射到这薄片上，光波即被分解为两束振动方向互相垂直的平面偏振光，其中一束比另一束较快地通过晶体。
于是，射出薄片时，两束光波产生了一个相位差。
这两束振动方向互相垂直的平面偏振光，其传播方向一致，频率相等，而振幅可以改变。
设这两束平面偏振光为：11sin()u a t ω= （1）22sin()u a t ωφ=+ （2） 式中 1a 2a —振幅φ—两束光波的相位差将上述两方程（1）（2）合并，消去时间t ，即得到光路上一点的合成光矢量末端的运动轨迹方程式,此方程式在一般的情况下是一个椭圆方程，如果12a a a ==，2πφ=，则方程式成为圆的方程：22212u u a += （3）光路上任一点合成光矢量末端轨迹符合此方程的偏振光称为圆偏振光，在光路各点上，合成光矢量末端的轨迹是一条螺旋线。
因此要产生圆偏振光，必须有两束振动平面互相垂直的平面偏振光，并且频率相同；振幅相等；相位差为π/2。
如平面偏振光入射到具有双折射特性的薄片上时，将分解为振动方向互相垂直的两束平面偏振光。
光弹性实验实验报告
6.换上其他一至两个模型，重复步骤3至5，观察在不同偏振光场和用不同光源情况下，模型内等差线和等倾线的特点和变化规律。
7.关闭光源，取下模型，清理仪器、模型及有关工具。
在实验中，取N为整数，△N=1，测取相应的P值，而非给定△P逐级测取N值。这样便于实验，可避免给定 △P后，可能出现非整数级条纹，不便测取。此法称为条纹级次法。
2、测材料条纹值
（1）装夹试件，布置双正交偏振光场，开启光源。
（2）逐级加载，均匀拉伸段将发生颜色变化，按黄，红蓝，缘顺序出现，当完成一个循环后又按此色序重复。规定红，蓝过渡色（绀色）为整数级条纹，当绀色第一次出现时，N=1；第二次出现时N=2，…依此类推。在记录时，先记N，然后记下相应载荷
。进行数次后，每一组N值及P值可求得一个 值，然后求平均值即得材料纹值。
其中C为比例系数，此式称为平面应力光学定律。
当光程差为光波长 的整数倍时，即
…… （9-2）
产生消光干涉，呈现暗点，同时满足光程差为同一整数倍波长的诸点，形成黑线，称为等差线，由式（9-1）和（9-2）可得到
（9-3）
其中 称为材料条纹值。
由此可知，等差线上各点的主应力差相同，对应于不同的N值则有0级、1级、2级……等差线。
本试验用轴向拉伸试件来标定 值。均匀拉伸段的理论应力值为：
（单向拉伸），又（9-4）式把 及 代入（9-6）,由此可获得P,N, 后，标定出 。
实验方法与步骤
1、光弹性观察实验
1.观看光弹性仪的各个部分，了解其名称和作用。
2.取下光弹性仪的两块四分之一波片，将二偏振镜轴正交放置，开启白光光源，然后单独旋转检偏振镜，反复观察平面偏振光场光强变化情况，分析各光学元件的布置和利用，并正确布置出正交
光弹性效应实验报告
一、实验目的1. 了解光弹性效应的基本原理；2. 掌握光弹性效应实验的方法和步骤；3. 分析光弹性效应在不同材料中的表现；4. 提高对光学测试技术的认识。
二、实验原理光弹性效应是指当透明材料受到应力作用时，其光学性质发生改变的现象。
这种现象可以通过偏振光来观察。
当材料受到拉伸或压缩应力时，其折射率会发生变化，从而导致光波在材料中传播速度的改变，进而影响偏振光的传播方向。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：光弹性效应测试仪、显微镜、偏振片、透明材料（如玻璃、塑料等）、样品夹具；2. 实验材料：透明材料样品。
四、实验步骤1. 准备实验材料：将透明材料样品切割成所需尺寸，并清洗干净；2. 安装样品：将样品放入样品夹具中，确保样品表面平整；3. 连接仪器：将光弹性效应测试仪与显微镜连接，调节仪器至最佳状态；4. 选择偏振片：根据实验要求选择合适的偏振片；5. 观察现象：开启测试仪，观察偏振光在透明材料中的传播情况，记录现象；6. 分析结果：根据观察到的现象，分析光弹性效应在不同材料中的表现；7. 实验数据整理：整理实验数据，绘制实验曲线。
五、实验结果与分析1. 实验结果：（1）当透明材料受到拉伸应力时，其折射率减小，光波传播速度变快，偏振光传播方向发生改变；（2）当透明材料受到压缩应力时，其折射率增大，光波传播速度变慢，偏振光传播方向发生改变；（3）不同材料的应力-折射率关系不同，表现出不同的光弹性效应。
2. 实验分析：（1）光弹性效应是材料受到应力作用时，其光学性质发生改变的现象；（2）通过观察偏振光在透明材料中的传播情况，可以判断材料受到的应力类型和大小；（3）光弹性效应在工程领域有广泛的应用，如材料力学性能测试、光学器件设计等。
六、实验总结本次实验通过观察光弹性效应在不同材料中的表现，掌握了光弹性效应实验的方法和步骤。
实验结果表明，光弹性效应在工程领域有广泛的应用前景。
在今后的学习和工作中，我们将进一步深入研究光弹性效应，为相关领域的发展做出贡献。
光测应力实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解光测应力实验的基本原理和操作方法。
2. 通过实验掌握光弹性效应法测量材料应力分布的技术。
3. 分析实验结果，验证光弹性效应法在材料力学研究中的应用价值。
二、实验原理光测应力实验是利用光弹性效应，通过观察光在材料中的传播变化来测量应力分布的一种方法。
实验原理如下：1. 当光通过具有双折射性质的透明材料时，光会分解为两束偏振光，即寻常光和非寻常光。
这两束光的折射率不同，导致光在材料中传播速度不同，从而产生相位差。
2. 当材料受到应力作用时，其内部结构发生变化，双折射性质也会发生变化。
通过观察光在材料中的传播变化，可以测量出材料内部的应力分布。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：光弹仪、起偏器、检偏器、1/4波片、偏振片、光源、显微镜等。
2. 实验材料：透明材料（如玻璃、塑料等）。
四、实验步骤1. 准备实验材料：将透明材料加工成所需形状的模型。
2. 安装实验装置：将模型放置在光弹仪的平台上，调整光源和显微镜的位置，确保光路畅通。
3. 形成光场：通过起偏器和检偏器形成平面偏振光，并经过1/4波片形成圆偏振光。
4. 观察现象：在显微镜下观察模型在光场中的变化，记录光强分布、干涉条纹等信息。
5. 分析数据：根据实验数据，利用光弹性效应法计算材料内部的应力分布。
五、实验结果与分析1. 光强分布：在实验过程中，观察到的光强分布呈现出明暗相间的条纹，即干涉条纹。
通过分析干涉条纹的分布，可以确定材料内部的应力分布情况。
2. 应力分布：根据实验数据和光弹性效应法，计算出材料内部的应力分布。
分析结果表明，应力主要集中在模型表面的圆孔附近，与理论预期相符。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了光弹性效应法测量材料应力分布的基本原理和操作方法。
2. 实验结果表明，光弹性效应法在材料力学研究中具有较高的应用价值，可以有效地分析材料内部的应力分布。
3. 在实验过程中，发现了一些需要注意的问题，如实验材料的选取、光路调整等，为今后的实验提供了参考。
光弹性应力分析 实验报告共45页文档
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克