Опис приладів. Основним приладом для вивчення напружень у моделях із оптично чутливих матеріалів є полярископ (рис

Основним приладом для вивчення напружень у моделях із оптично чутливих матеріалів є полярископ (рис. 7.1). Промінь світла від джерела 1, проходить через поляроїд 2, який називають поляризатором, і плоско поляризується. Поляризоване світло, пройшовши далі через напружену модель 3, переломлюється вдруге. Це переломлення різне в різних точках моделі і залежить від значень і напряму головних напружень в цих точках. Далі обидва промені, що утворилися в розглядуваній точці моделі в результаті подвійного переломлення, проходять через поляроїд 4, який називають аналізатором, приводячись при цьому в одну площину.

а)

б)

Джерело світла; 2 – поляризатор; 3 – модель; 4 – аналізатор; 5 – екран

Рисунок 7.1 – Загальний вигляд а) та принципова схема б) поляризаційної установки

Після проходження через аналізатор відбувається інтерференція плоско поляризованих променів при певній оптичній різниці ходу, котра пропорційна різниці головних напружень у відповідній точці моделі.

Залежність оптичної різниці ходу і різниці головних напружень у розглядуваній точці моделі має вигляд:

(7.1)

де Г – оптична різниця ходу, м;

С – константа, яку називають оптичним коефіцієнтом напруження, м²/Н;

d – товщина моделі, м;

s₁ і s₂ – головні нормальні напруження, Па.

Якщо джерело 1 випромінює біле світло, то після проходження променів через поляризатор, модель і аналізатор на екрані 5 отримують зображення, забарвлене у різні кольори спектра. При цьому кожна кольорова смуга є геометричним місцем точок з однаковою оптичною різницею ходу Г і відповідно з однаковою різницею головних напружень . Піврізниця головних нормальних напружень, як відомо, є максимальним дотичним напруженням:

. (7.2)

Таким чином, кольорові смуги на екрані полярископа є лініями рівних дотичних напружень досліджуваної моделі. Ці лінії називають ізохромами. Картину ізохром можна візуально спостерігати, стоячи перед аналізатором. В деяких точках досліджуваної моделі площина коливання променя співпадає з напрямом якогось головного нормального напруження. В таких точках подвійного переломлення променя не відбувається. Якщо площини поляризатора і аналізатора взаємно перпендикулярні, тобто якщо вони схрещені, то промені у вказаних вище точках моделі через аналізатор не проходять. В результаті на екрані з’являються чорні криві лінії, які перетинають кольорову картину ізохром. Ці лінії є геометричним місцем точок, в яких напрями головних нормальних напружень s₁ і s₂ паралельні. Такі лінії називають ізоклінами.