Способ определения остаточных напряжений в объектах Советский патент 1990 года по МПК G01L3/24 

Изобретение относится к области измерительной техники и может использоваться при определении распределенных остаточных напряжений в прозрачных кристаллических объектах.

Цель изобретения - снижение трудоемкости и расширение функциональных возможностей за счет определения остаточных напряжений в оптически активных областях.

На фиг. 1 представлена схема устройства, релизующего способ; на фиг. 2 - одна из пластин кою енсато- ра при создании в ней напряжения чистого изгиба.

Устройство для определения остаточных напряжений (фиг. 1) содержит расположенные по ходу светового луча источник 1 монохроматического излучения, конденсор 2, поляризатор 3, исследуемый объект 4, компенсатор 5, состоявши m пакета плоских прозрачных пластин, анализатор 6, объектив 7 и фотопластину 8,

При реализации предлагаемого способа свет от источника 1 через конденсор 2 падает параллельным пучком на поляризатор 3, после которого поляризованный пучок проходит исследуе- мын объект 4. Каждая из областей объекта, содержащая остаточные напряжения, вносит изменения в поляризацию прошедшего света. При прохождении поляризованного света через кристалли- ческие объекты возникает не только двулучепреломление, но и проявляется оптическая активность. Компенсатор 5, состоящий из пакета плоских пластин, изготовленных из материала с нтвеот- ными фотоупругими постоянными, дает возможность провести оценку остаточных напряжений путем визуальных измерении. Когда в компенсаторе 5 созданы напряжения путец чистого изгиба (фиг, 2), то часть пластинки выше линии NN испытывает напряжение растяжения, а часть ниже линии NN - напряжение сжатия. При этом верхняя част пластины ведет себя как положнтель- нын одноосный кристалл, а нижняя - как отрицательный одноосный кристалл. Если такую пластину рассматривать в параллельном свете при окрещенных поляроидах, то при наличии объекта между поляризатором и пакетом пластин нейтральная интерференционная полоса в отдельных областях будет сдвигаться вверх или вниз в зависимости от знака и величины двулучепреломления в той или иной области.

Измеряя сдвиг нейтральной полосы с помощью отсчетного микроскопа или любого другого отсчетного устройства, можно определить величину напряжений в различных областях объекта. Использование пакета прозрачных пластин позволяет визуализировать распределение напряжений по всему объекту.

Если к компенсатору приложен кру- тящий момент, создающий в каждой пластине напряжение кручения, то линия по центру каждой пластины остается недеформированнон и представляет со

Q $ 0 5 Q

д

5

0

бой нейтральную область. Часть плас- яинки выше нейтральной линии представляет собой оптически активную область с правым (левым) вращением. Соответственно часть пластины ниже нейтральной линии - оптически ак-. тивная область с левым (правым) вращением плоскости поляризации. При прохождении поляризованного измерения череч область объекта, обладающую оптической актипностью, нейтральная полоса :мещяется вверх ит вниз, в эавнсимос-. и от величины vr знака вра- щения плоскости поляризации.

Для оценки всего поля остаточных напряжений в кристаллах и измеряют четыре величины смещения нейтральной линии, соответствующие последовательным поворотам объекта на угол 45 .

Формула изобретения

1.Способ определения остаточных напряжений в объектах, основанный на измерении величины двойного лучепреломления с помощью компенсатора, о т- личающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости, в качестве компенсатора использую 1 пакет плоских прозрачных in3tjr-i(; Иэ фотоупругого i материала, создают а нем предварительные напряжения путем чистого изгиба, фотогр 1фируют объект не менее четырех раз после каждого поворота его на 45° относительно плоскости поляризации и на полученных фотоснимкам измеряют сдвиг нейтральной интерференционной полосы, по которому оп- редепяют распределение остаточных напряжений в объекте.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения остаточных напряжений в оптически активных областях перед фотографированием объекта, в пластинах компенсатора создают напряжения кручения путем приложения крутящего момента к торцам компенсатора, а по сдвигу нейтральной интерференционной полосы определяют распределение остаточных напряжений в оптически активных областях.

Фиг. 1

Изобретение относится к области измерительной техники и может использоваться при определении распределенных остаточных напряжений в объекте. Целью изобретения является снижение трудоемкости и расширение функциональных возможностей за счет определения остаточных напряжений в оптически активных областях. Способ заключается в том, что исследуемый объект с компенсатором помещают между поляризатором и анализатором и направляют параллельный пучок света на поляризатор. Компенсатор выполняют в виде пакета плоских прозрачных пластин из фотоупругого материала и создают в нем предварительные напряжения путем чистого изгиба. Затем фотографируют объект не менее 4 раз при поворотах 45° и измеряют смещения нейтральной интерференционной полосы в каждой пластине компенсатора, по которым определяют распределение остаточных напряжений в объекте. Затем компенсатор разгружают и создают вторично напряжения кручения путем приложения крутящего момента, фотографируют в четырех положениях при поворотах на 45° и вновь измеряют смещения нейтральной интерференционной полосы, по которым определяют распределение остаточных напряжений в оптически активных областях. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Редактор Е. Папп

Составитель В. Маслов

Техред Л. Сердюкова Корректоре. Черни

Заказ 36

Тираж 462

ЗНИШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Произв дс1венно-издательскнй комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фиг.2

Подписное