Оптическое устройство для определения главных напряжений прозрачной модели

 

Союз Советскиз

Социалистическ из

Республик

Гор" -.:-Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 13.1Х.1966 (№ 1103427/26-25) Кл. 42h, 21

42h, 34/11 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 13.Х1.1967. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 10.1.1968

МПК С 02d

G 02с1

УДК 535.411:535.512 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

И. M. Нагибина и Б. Я. Герлович

Ленинградский институт точной механики и оптики

Заявитель

О ПТИЧ ЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛАВНЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ ПРОЗРАЧНОЙ МОДЕЛИ

Исследования распределения напряжений в деталях и конструкциях играют первостепенную роль для надежности эксплуатации машин и сооружений.

Известно устройство для исследования напряжений, основанное на оптическом поляризационном методе исследования (метод фотоупругости). В известном устройстве деталь просвечивают в полярископе и получают разности главных напряжений (о — о.).

Известны интерференционные приборы (интерферометры) последовательного типа, которые дают возможность экспериментально получить сумму главных напряжений (от+ос) путем измерения изменений толщины моделси интсрференционным методом.

Наличие суммы и разности главных напряжений, имеющее место на двух различны. устройствах, даст картину распределения напряжений в модели, однако для этого требуется применение сложных и длительных математических вычислений.

Для решения многих задач в фотоупругости необходимым является одновременное определение картины сумм и разностей главных напряжений за одну экспозицию.

Предложенное устройство позволяет получить одновременно интерференционную и поляризационную картины исследуемой прозрачной модели (картину суммы и разности глав. ных напряжений) .

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в фокальной плоскости выходного объектива установлена двойная диафрагма, отделяющая прямопроходящий световой пучок для получения разности главных напряжений от интерферирующих пучков для получения суммы главных напряжений, а также в том, что за двойной диафрагмой на пути интерферирующих пу чков установлено плоское зеркало, направляющее их на регистрирующую систему.

На фнг. 1 представлена оптическая схема предложенного устройства.

Предложенное устройство содержит оптическую систему интерферометра последовательного типа и оптическую систему полярископа с входным и выходным объективами и двумя

2о четвертьволновыми пластинками, Свет от источника 1 (ртутная лампа

ДРШ-250) фокусируется конденсором 2 н» круглую диафрагму 8. Перед конденсором 2 расположен фильтр 4, работающий на длине волны 0,546 л. Диафрагма 8 находится в фокальной плоскости входного объектива 5, который посылает параллельный пучок лучей на первую пластинку б интерферометра последовательного типа.

205337

Интерферометр представляет собой три полупрозрачные пластины б, 7, 8, расположенные последовательно одна за другой.

Вторая пластина 7 наклонена относительно третьей пластины 8 на некоторый угол, а первая пластина б наклонена относительно третьей на угол 2а.

Таким образом, проходящие лучи, дважды отраженные от каждой из полупрозрачных поверхностей пластин, выходят параллельным пучком из интерферометра и собираются выходным объективом 9 в плоскости двойной диафрагмы 10 с верхним отверстием 11 и нижним отверстием 12, Интерферирующие лучи, используемые для получения суммы глазных напряжений, проходят огверстие 12, падают на плоское зеркало 18, отражаются от него и направляются на регистрирующую систему 14 (объектив фотокамеры) . Кроме указанных интерферирующих лучей в схеме имеются еще лучи, проходящие прямо через полупрозрачные пластины б, 7, 8, используемые для получения разности главных напряжений.

В сходящихся пучках лучей расположены поляризатор 1б и анализатор 1б.

Проходящий прямо свет фокусируется выходным объективом 9 в плоскости двойной диафрагмы 10, проходит верхнее отверстие 11 диафрагмы 10, анализатор 1б и фиксируется регистрирующей системой 17 (объектив фотокамеры).

Две пластинки 18 и 19 в четверть длины волны (Х/4) помещаются в параллельных лучах и служат для исключения поля изоклин при использовании комбинированного интерференционно-поляризационного устройства.

Оптическая схема вместе с тем предполагает возможность исключения из хода лучей пластинок Х/4 для того, чтобы иметь возможность наблюдать картину направления главных напряжений (поле изоклин).

При помощи двух фотокамер могут быть одновременно зарегистрированы интерференционная картина кривых, представляющая собой геометрическое место равных сумм главных напряжений (изопахики) и поляризационная картина кривых равных разностей глав5 ных напряжений (изохромы).

В предложенном устройстве (см. фиг. 2) предусмотрена также возможность получения двух картин (изопахик и изохром) одновременно на одной регистрирующей системе (на10 пример, на один кадр фотокамеры). Это достигается путем одновременного проектирования изображений интерференционной картины с помощью линзы 20 и 21 и объектива 22 в плоскость регистрирующей системы 28, разде15 ленной, таким образом, на две части.

Такое решение позволяет проводить исследования динамических нагрузок во времени и быстропротекающие процессы в исследуемой прозрачной модели, расположенной на пути

20 параллельных лучей.

Предмет изобретения

25 1. Оптическое устрой тво для определения главных напряжений прозрачной модели, содержащее оптическую систему интерферометра последовательного типа, систему полярископа с входным и выходным объективами

30 и двумя четвертьволноьыми пластинками, регистрирующую систему, отличающееся тем, что, с целью одновременной регистрации суммы и разности главных напряжений, в фокальной плоскости выходного объектива уста35 новлена двойная диафрагма, отделяющая прямопроходящий световой пучок для получения разности главных напряжений от интерферирующих пучков для получения суммы главных напряжений.

40 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что за двойной диафрагмой на пути интерферирующих пучков установлено плоское зеркало, направляющее их на регистрирующую систему.

205337

Составитель И. И. Небосклонова

Редактор В. П. Мартыненко Техред А. А, Камышникова Корректоры; М. П. Ромашова и Н. В. Черняк

Заказ 4224/10 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2