郑州大学实验力学报告(2)

实验 6 光弹性实验

实验目的：

1. 测定光弹性材料条纹值。

2. 测定偏心拉试样边界应力。

3. 了解光弹性基本原理与方法。

实验设备：

光弹仪、环氧树脂模型

小组名单：

实验日期： 2011 年 12 月 16 日 实验原理：

1. 永久双折射和暂时双折射：晶体的双折射性质是晶体的固有特性，这种双折射叫永

久双折射；有些光学各向同性透明材料，如环氧树脂、赛璐璐、玻璃等是不具有双折射性质的，但是当他们受荷载作用时，也会产生双折射现象，而当荷载卸除后，双折射现象又随即消失，这种双折射叫暂时双折射。

2.光弹仪

1

3.偏振光场的布置与调整 （1）平面偏振场：

（2）圆偏振场：

3.等倾线与等差线

等倾线：由主应力方向相同的点构成的线。

等差线：由主应力差相同的点构成的线，类似于等高线。 4.应力光性定律

n h

f σ

σσ=

-21；其中σf 为应力条纹值。 5.塔尔迪补偿法

正向旋转检偏镜，使测点O 附近的n 级等差线移到该点，若此时检偏镜转角为n β，则测点O 处的非整数级条纹级次为

180

n

o n n β+

=；若反向旋转检偏镜，使n+1级等差线移至

O 点，设检偏镜转角为1+n β，则该点处的非整数等差线级次为

180

11

+-

+=n o n n β

原始记录：

实验得到的现象如图片所示，其中图一为等倾线，有十张图片，从左到右从上到下依次分别对应0到90度角。图二为等差线，左边是暗场，右边是亮场。在偏心拉实验中得到的n β为18度，且n=2。

2

图一：等倾线

图二：等差线

数据处理：

把十张等倾线的图叠加到一起则得到了图三所示的等倾线图；图四和图五分别为暗场和亮场的等差线图，图六为这两个图的叠加。由n β和n 的值算得偏心拉实验中材料边缘点的非整数级条纹级次为

180n

o n n β+

==2.1

等差线（暗场）

等差线（亮场）

20

10

图四：等差线（暗场）图五：等差线（亮场）

结果分析：

得到的实验结果跟理论的相差不大，可以说是吻合

的，预期的实验目的已经达到。需要注意的地方是，做

等倾线还有等差线实验时一定要分清楚等倾线是在平

面偏振场下做的，而等差线是在圆偏振场下做的。还有

绘制等倾线和等差线图时一定要耐心和细心，不然很容

易失败。

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