Inhoudsopgave:
2025 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2025-01-13 06:57
Foto-elasticimetrie is een manier om spanningen in materialen te visualiseren. In deze Instructable zullen we zien hoe u enkele monsters kunt doen om de spanningsverdeling in sommige materialen onder mechanische belasting experimenteel te bepalen!
Stap 1: Enkele uitleg over hoe dit werkt
Een "dubbelbrekend" materiaal is een materiaal waarin de brekingsindex (d.w.z. de lichtsnelheid) afhangt van de polarisatie- en voortplantingsrichting van licht.
Wanneer u enige mechanische spanning uitoefent, verandert de dubbele breking van het materiaal plaatselijk afhankelijk van de spanning, en op sommige punten werkt het als een "golfplaat" die de polarisatietoestand van het licht verandert.
Een "polarisator" is een optische component die alleen bepaalde soorten polarisatie doorlaat. Als u twee polarisatoren van het "lineaire" type op elkaar plaatst die in de loodrechte richtingen zijn georiënteerd, wordt het licht geblokkeerd, maar als u een "golfplaat" toevoegt die er handig tussen is geplaatst, zal het licht er doorheen gaan en zult u licht zien.
Door deze twee effecten te combineren, kunt u in realtime verschillende kleuren zien die al dan niet passeren (omdat de wijziging van polarisatie hier ook afhangt van de golflengte van het licht)
Om beter te begrijpen hoe een golfplaat de polarisatie van licht kan veranderen, kun je het volgende artikel lezen:
en.wikipedia.org/wiki/Waveplate
Het artikel over foto-elasticimetrie gaat ook verder dan mijn lichtgewicht uitleg:
en.wikipedia.org/wiki/Photoelasticity
Stap 2: Bouw een aantal mechanische frames om stress op plastic onderdelen uit te oefenen
Hier zijn enkele frames en voorbeelden die ik me had voorgesteld om frames te visualiseren
Stap 3: Realiseer de frames
Dankzij een Franse I. U. T. Fablab in de stad Cachan (ten zuiden van Parijs), het InnovLab (https://innovlab-iut-cachan.blogspot.com/), ik had de kans om toegang te krijgen tot een waterstraalsnijder om de frames te realiseren !
innovlab-iut-cachan.blogspot.com/2018/10/po…
Als je hetzelfde wilt doen, kun je ze met water snijden of misschien andere soorten C. N. C. machinale bewerking. Hier heb ik een 12 mm dik aluminium materiaal gebruikt.
Vervolgens kunt u enkele gaten boren en erop tikken om enkele schroeven toe te voegen die u zullen helpen om de monsters te persen. U kunt ook een mechanisch vervormbare structuur maken die uw monster plaatselijk zal drukken.
Stap 4: Realiseer de voorbeelden
Je kunt ook wat monsters (enkele staven of een Eiffel-achtige toren) in plastic snijden (ik heb met succes een 7 mm dikke polycarbonaatplaat gebruikt, glas werkt ook maar breekt gemakkelijker)
Stap 5: Geniet van je experimenten
Zet je monster in het frame en bekijk het tussen een L. C. D. scherm (dat gepolariseerd licht uitstraalt) en een polarisator (ik heb de mijne daar:
Breng vervolgens je strain aan en zie hoe de kleuren veranderen.
Genieten van !