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光弹性材料是用作光弹性实验的理想材料,必须具有较灵敏的应力双折射效应,无色透明,无毒,材质均匀,在受力前是各向同性的;此外,还应具有较高的光学、力学比例极限,较小的初应力和时间边缘效应,较小的光学和力学蠕变,以及加工性能好等。在三维光弹性实验中,还须具有良好的冻结性能,容易铸造和加工。
玻璃是最早用作光弹性模型的材料之一。早在1913年,法国A.-C.-M.梅斯纳热曾用玻璃制成一座完整的桥粱模型,用光弹性法研究其应力分布。英国E.G.科克尔在早期工作中,也曾用玻璃作过光弹性实验。
赛璐珞(Celluloid,硝化纤维塑料)
在以后的大量研究工作中,几乎都用赛璐珞材料。德国G.梅斯梅尔曾用赛璐珞制成一个完整的机车模型。
美国M.M.弗罗赫特在20世纪30~40年代所作的光弹性实验,大都用酚醛树脂作模型。
进入50年代,开始在光弹性实验中应用环氧树脂,使光弹性法很快进入实用阶段,促进了三维光弹性应力分析的发展。环氧树脂基本满足上述光弹性材料的性能要求,昔遍用来制作光弹性模型。
在某些特殊场合,仍可根据实验要求采用其他材料。例如,明胶的光学灵敏度很高,常用于研究自重产生的应力(如坝体和隧洞周围的应力);又如,聚亚胺酯橡胶的弹性模量很低,而光学灵敏度很高,可用于动态光弹性实验,以研究动态应力问题。
有时为了特殊需要,也可改变固化工艺、选择不同的原料配合比、采用其他添加剂等,以获得不同性能的模型材料。如加入不同含量的增塑剂,可改变光弹性材料的室温弹性模量;加入白炭黑,可增加散射性,适于用作散光光弹性实验。
探索和研制新型光弹性材料及其固化、冻结工艺,是完善光弹性法的一个重要方面。
必须具有较灵敏的应力双折射效应,无色透明,无毒,材质均匀,在受力前是各向同性的;
具有较高的光学、力学比例极限,较小的初应力和时间边缘效应,较小的光学和力学蠕变,以及加工性能好等;
在三维光弹性实验中,还须具有良好的冻结性能,容易铸造和加工。
弹性材料具有无塑性变形、恒定的弹性模量的特点。
超弹性材料是指存在一个弹性势能函数,该函数是应变张量的标量函数,其对应变分量的导数是对应的应力分量,在卸载时应变可自动恢复的一种材料。常用的有橡胶、海绵等等。另,超弹性是描述一种应力应变关系非线性的材...
本构模型不同。弹性材料的硬力应变曲线通常呈线性状态,塑性材料的硬力应变曲线通常呈非线性状态。弹性材料和塑性材料不同在其玻璃化转变温度的不同,玻璃化转变温度是材料由玻璃态进入高弹态的临界温度,当材料所处...
含多孔结构磁性填料的弹性材料
除高弹性、柔性、冲击和机械强度外,还具有铁磁性的弹性体材料,在国民经济各部门获得了广泛的应用。在弹性体基材中加入无定形的或晶体结构的铁磁性填料,可以制得预定值的介电常数和导磁率以及不同机械损失值的弹性材料。这些特性由材料与各种频率的电磁振动和机械振动相互作用的程度来决定。但是,
前言
第1章光弹性模型材料配制、模具制作、浇铸和固化方法
1.1概述
1.2制造环氧树脂光弹性材料的原料配比
1.2.1环氧树脂
1.2.2固化剂
1.2.3增塑剂
1.2.4原料配比
1.3浇铸模具
1.3.1制作光弹性平板材料用的玻璃模具
1.3.2制作三维光弹性模型的模具
1.4光弹性模型的浇铸与固化工艺
1.4.1环氧树脂、固化剂和增塑剂的混合、搅拌和浇铸
1.4.2混合液的固化方法
1.5减少环氧树脂光弹性材料的“云雾”现象
第2章光弹性模型的机加工方法、光弹性材料性能及其测定方法
2.1概述
2.2模型的机加工
2.2.1环氧树脂光弹性模型机加工的特点
2.2.2机加工的一般方法
2.2.3三维光弹性模型的切片和磨片方法
2.2.4平面模型的加工工艺
2.3模型的粘接
2.4光弹性材料性能及其测定方法
2.4.1室温下模型材料性质及其测定方法
2.4.2冻结温度下模型材料性质及其测定方法
2.4.3几种典型光弹性材料的光学和力学性质的测试
第3章机械载荷作用下光弹性模型冻结应力分析
3.1概述
3.2连杆光弹性模型冻结应力分析
3.2.1连杆光弹性模型的制造
3.2.2连杆光弹性模型的实验
3.2.3实验结果
3.2.4分析
3.3矿井井塔倒锥台基础光弹性模型冻结应力分析
3.3.1倒锥台基础的光弹性模型的制造
3.3.2倒锥台基础第1模型实验
3.3.3倒锥台基础第2模型实验
第4章气压载荷作用下光弹性模型冻结应力分析
4.1概述
4.2活塞光弹性模型模拟燃烧室压力的冻结应力分析
4.2.1活塞光弹性模型的制造
4.2.2活塞光弹性模型实验
4.2.3实验结果
4.3地铁地下车站拱壳柱结构光弹性模型模拟土压力载荷的冻结应力分析
4.3.1拱壳柱结构光弹性模型的制造
4.3.2三拱两柱光弹性模型的试验
4.3.3实验结果
第5章自重和离心力载荷作用下光弹性模型冻结应力分析
5.1概述
5.2井塔倒锥台基础模型在自重载荷作用下光弹性三维应力分析
5.2.1施加自重载荷到井塔倒锥台基础光弹性模型上的离心机加载设备
5.2.2倒锥台基础模型冻结应力的操作过程
5.2.3模拟自重的模型冻结应力试验情况下,模型材料冻结条纹值的确定
5.2.4离心力模拟自重模型的相似律计算
5.2.5矿井井塔倒锥台基础光弹性模型在自重载荷下三维应力分析
5.3带裂纹旋转圆盘模型在离心力载荷作用下光弹性模型冻结应力方法
5.3.1旋转圆盘模型及其上面裂纹的制造
5.3.2离心力载荷作用下,旋转圆盘模型应力冻结方法
5.3.3带径向和切向裂纹圆盘模型在离心力载荷作用下冻结应力实验
第6章撞击和交变载荷作用下光弹性应力分析
6.1概述
6.2撞击载荷下光弹性应力分析
6.2.1实验装置
6.2.2在撞击载荷下齿轮齿根动应力分析
6.3交变载荷下光弹性应力分析
6.3.1实验装置
6.3.2实验方法
第7章三维光弹性模型的形状和承载具有某些特殊性问题
7.1网状系杆拱连续梁桥结构光弹性模型的成型和载荷的施加
7.1.1网状系杆拱连续梁桥光弹性模型成型工艺
7.1.2桥面载荷的施加方法
7.2钢管混凝土拱连续梁特大桥拱脚结构光弹性模型的成型和载荷施加
7.2.1拱脚光弹性模型成型工艺
7.2.2拱脚载荷的施加方法
7.3刚构连续梁桥墩梁固节点光弹性模型的成型和载荷施加
7.3.1墩梁固节点光弹性模型成型工艺
7.3.2墩梁固节点光弹性模型载荷的施加
7.4斜拉桥梁锚固区光弹性模型的成型和载荷的施加
7.4.1斜拉桥梁锚固区光弹性模型成型工艺
7.4.2梁锚固区光弹性模型载荷的施加
7.5悬索桥主鞍光弹性模型的成型和载荷的施加
7.5.1悬索桥主鞍光弹性模型成型工艺
7.5.2悬索桥主鞍光弹性模型载荷的施加
参考文献2100433B