光力學(xué)原理及測試技術(shù)

前言

　　本書是根據(jù)高等理科教育深化教學(xué)改革的需要而編寫的，可作為高等院校固體力學(xué)、機械強度、土木工程和材料科學(xué)等工科專業(yè)的本科生和研究生有關(guān)固體實驗力學(xué)課程的教材，還可作為科研機構(gòu)研究人員的參考書，　　書中內(nèi)容重視物理概念的闡述，力求由淺入深，層次分明，具有系統(tǒng)性和先進性。并注重理論聯(lián)系實際，希望讀者通過自學(xué)就可以掌握本書的主要內(nèi)容，并能較容易地進行光力學(xué)實驗，書中還介紹了近些年來光力學(xué)發(fā)展中出現(xiàn)的新方法和實驗技術(shù)?！　”緯窃诙嗄杲虒W(xué)實踐、總結(jié)科研成果和參考國內(nèi)、外知名著作的基礎(chǔ)上編寫而成的，由于著者水平有限，書中可能尚有不當(dāng)之處，歡迎廣大讀者批評指正，本書第4、5、6、11、12和14章由佟景偉編寫；第1、2、3、10章和附錄B由李鴻琦編寫；第9章和附錄A由王世斌編寫；第7和8章由李林安編寫；第13章由唐晨編寫。

內(nèi)容概要

全書分成十四章和兩個附錄，內(nèi)容包括：二維和三維光彈性、光彈性貼片法、光彈性散光法、云紋法、模型相似律、全息干涉法、散斑干涉法；電子散斑干涉法、數(shù)字散斑相關(guān)法、云紋干涉法、光力學(xué)圖像的采集與處理技術(shù)、動態(tài)光力學(xué)方法等；在附錄中還包括了光學(xué)基礎(chǔ)與Jones向量和Jones矩陣等內(nèi)容。    本書可作為高等院校、科研院所從事力學(xué)、航空航天、材料科學(xué)、機械和土木等專業(yè)的教師、科研人員和研究生的參考書或教材。

書籍目錄

第1章  光彈性原理與數(shù)據(jù)測定  1.1  概述  1.2  光彈性中的應(yīng)力一光性定律  1.3  平面偏振光通過受力模型后的光效應(yīng)  1.4  圓偏振光通過受力模型后的光效應(yīng)  1.5  整數(shù)級等差線的觀測  1.6  小數(shù)級次等差線的觀測  1.7  等傾線的觀測  1.8  主應(yīng)力跡線第2章  平面光彈性  2.1  概述  2.2  邊界應(yīng)力的大小和符號的確定  2.3  應(yīng)力集中及應(yīng)力集中系數(shù)的確定  2.4  內(nèi)部應(yīng)力的確定第3章  光彈性模型材料及模型制作  3.1  概述  3.2  制造環(huán)氧樹脂模型的材料  3.3  制造模型的模具  3.4  光彈性模型的澆鑄工藝  3.5  常溫下模型材料主要性質(zhì)的測定  3.6  凍結(jié)溫度下模型材料的主要性質(zhì)  3.7  聚碳酸酯光彈性材料第4章  三向光彈性  4.1  概述  4.2  凍結(jié)應(yīng)力  4.3  次主應(yīng)力  4.4  三向模型自由表面應(yīng)力的測定  4.5  三向模型在任意載荷作用下內(nèi)部應(yīng)力的確定  4.6  工程實例  4.7  實驗誤差的來源與提高實驗精度的措施第5章  光彈性貼片法  5.1  概述  5.2  反射式光彈性儀  5.3  貼片中的光學(xué)效應(yīng)及構(gòu)件表面主應(yīng)力（或主應(yīng)變）的測定  5.4  貼片的主應(yīng)力（或主應(yīng)變）的分離方法  5.5  貼片厚度給貼片應(yīng)變指示數(shù)帶來的誤差及其修正  5.6  貼片材料與粘貼工藝  5.7  例題第6章  光彈性散光法  6.1  概述  6.2  光通過未受力模型的散射現(xiàn)象  6.3  散光法的應(yīng)力一光性定律  6.4  平面偏振光入射時的散射光強  6.5  散光光彈儀  6.6  例題第7章  云紋法  7.1  概述  7.2  面內(nèi)位移的測量  7.3  離面位移的測量——投影云紋法第8章  模型相似理論  8.1  概述  8.2  量綱分析  8.3  彈性構(gòu)件大變形下的應(yīng)力相似問題  8.4  彈性構(gòu)件大變形下的位移和應(yīng)變相似問題  8.5  彈性構(gòu)件小變形（即線性變形）下的應(yīng)力相似問題  8.6  彈性構(gòu)件小變形（即線性變形）下的位移和應(yīng)變相似問題  8.7  不同種類載荷作用下線性構(gòu)件的應(yīng)力、位移和應(yīng)變的相似關(guān)系  8.8  廣義相似第9章  全息干涉法  9.1  概述  9.2  全息照相  9.3  雙曝光全息干涉法測量位移  9.4  時間平均全息干涉法測量振幅和振型  9.5  全息光彈性第10章  散斑干涉法  10.1  概述  10.2  散斑的形成  10.3  單光束散斑干涉法——面內(nèi)位移的測量  10.4  雙光束散斑干涉法  10.5  剪切（或錯位）散斑干涉法第11章  電子散斑干涉法和數(shù)字散斑相關(guān)法  11.1  電子散斑干涉法  11.2  數(shù)字散斑相關(guān)法第12章  云紋干涉法  12.1  概述  12.2  透射式云紋干涉法  12.3  反射式云紋干涉法  12.4  柵線頻率的測量第13章  光力學(xué)圖像的采集與處理技術(shù)  13.1  概述  13.2  圖像與圖像的采集系統(tǒng)  13.3  光力學(xué)干涉圖像的圖像處理  13.4  光干涉圖像的預(yù)處理  13.5  骨架線的提取  13.6  骨架線的修飾  13.7  圖像處理技術(shù)在云紋干涉圖像中的應(yīng)用第14章  動態(tài)光力學(xué)方法  14.1  概述  14.2  動態(tài)光彈性法  14.3  脈沖激光干涉法附錄A  光學(xué)基礎(chǔ)  A.1  光矢量的振動方程  A.2  光矢量的波動方程  A.3  光的干涉  A.4  白光和單色光  A.5  自然光和平面偏振光  A.6  光的雙折射  A.7  四分之一波片  A.8  圓偏振光附錄B  Jones向量和Jones矩陣  B.1  概述  B.2  用Jones向量表示各種偏振光  B.3  用Jones矩陣表示各種光學(xué)器件  B.4  Jones向量和矩陣在光彈性中的應(yīng)用參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第5章 光彈性貼片法　　5.1 概述　　光彈性貼片法（或稱光敏涂層法）是將厚度為1－3mm的薄片光彈性材料（平面的或是曲面的）粘貼到待測構(gòu)件的反光表面上.當(dāng)構(gòu)件受載時，構(gòu)件表面的變形，傳遞給光彈性貼片，因而它產(chǎn)生暫時雙折射效應(yīng).當(dāng)偏振光射入光彈性貼片后，經(jīng)構(gòu)件的反光面反射再次通過光彈性貼片，從而產(chǎn)生光程差只.借助于反射式光彈性儀，可測出光彈性貼片的等差線和等傾線參數(shù)，然后通過計算便能得到構(gòu)件表面上任意一點的主應(yīng)變或主應(yīng)力的方向和大小。　　光彈性貼片法可以應(yīng)用在實際工程結(jié)構(gòu)上，因此它在機械、采礦和土木工程中有重要的應(yīng)用價值?！　≡诔叵?，對于流動極限為400MPa的鋼材，對應(yīng)的流動應(yīng)變?yōu)?.2％.而對于較高彈性模量的光彈性貼片材料，其應(yīng)力一應(yīng)變和應(yīng)變一條紋級次成線性關(guān)系的最大應(yīng)變值可達10％.因此，當(dāng)結(jié)構(gòu)應(yīng)變超過彈性應(yīng)變時，光彈性貼片的應(yīng)變?nèi)蕴幵趶椥苑秶?，于是，利用光彈性貼片法可以對結(jié)構(gòu)進行彈一塑性應(yīng)力分析.　　5.2 反射式光彈　　各種型號的反射式光彈性儀，從結(jié)構(gòu)上說，大同小異.現(xiàn)以VISHAY030型反射式光彈性儀為例說明其結(jié)構(gòu)，見圖5.1所示，其視場85mm，儀器上的主要零件都裝在三腳架上，由光源射出平行光束，其偏光系統(tǒng)是V型光路，見圖5.2所示， V型光路是入射光略微傾斜地射入光彈性貼片，經(jīng)構(gòu)件表面的反光面，又通過貼片而進入觀測采集系統(tǒng)，這種光路光線兩次通過貼片時，并非通過貼片的同一個點，因此，測量結(jié)果表達測點周圍小區(qū)域的平均值。但這種光路的光強的損失較小。也有正交型光路的反射式光彈儀，雖然光線兩次通過貼片的一個點，但其光強度損失較大。

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