变弹模光弹模型层面温度的约束应力

本文通过实验研究和理论分析探讨了变弹模光弹模型层面温度约束应力的产生机理及其发展过程,并且反复用实验验证了约束应力条纹图的稳定性即约束应力的不变性,从而提出了消除其影响的“单一模型法”,并给出了该方法条纹参数叠加形式的表达式,它对消除岩土工程变弹模光弹模拟中的约束应力影响、提高实验精度具有重要意义。     

变弹模光弹模拟中的层面温度约束应力——Ⅱ.层面温度约束应力的数值计算

本文在温度约束应力产生的内在机理基础上,利用有限元法对变弹模光弹模型中层面温度约束应力的发展过程进行了数值计算,计算结果与实验观测结果的一致性表明了数值方法对次生应力的可计算性,从而可实现在变弹模光弹模型应力分离的计算程序中直接对次生应力进行计算并加以消除.     

变弹模光弹模拟中的层面温度约束应力——Ⅰ.层面温度约束应力的实验研究

本文通过实验研究和理论分析探讨了变弹模光弹模拟中层面温度约束应力的产生机理及其发展过程,以及层面应力约束与应变约束的一致性,表明了层面两侧最终冻结下来的约束应力均为拉应力。这对进一步消除岩体结构工程的变弹模光弹模拟中层面温度约束效应带来的影响具有重要意义。     

对变弹性模量三维光弹地质构造模型中粘结约束应力的探讨

对变弹性模量三维光弹地质构造模型中,粘结约束应力的产生原因及发展过程作了理论分析计算,由此得出粘结约束应力是由热膨胀应变所引起的结论,以及消除其影响的方法。     

岩体工程中三维变弹模光弹性应力计算问题

根据光弹性实验原理,本文提出了岩体工程中变弹模光弹性实验的主要计算公式。同时还对变弹模三维光弹性应力计算问题进行了讨论。本文对于非均质岩体工程的变弹模光弹性实验计算有着一定的参考意义。     

动光弹等差条纹的分析与判读

介绍了动光弹的基本原理，并从理论上回答了动光弹应用中的一些问题，如应力光学定律的适用范围，惯性力可否忽略等。同时，在总结回顾动光弹等差条纹级次判读方法的基础上，提出了把应力波理论与等差条纹分析判读相结合的方法，不仅使条纹判读的概念更清晰，而且可提高条纹分析和级次判读的准确性。     

光弹材料条纹系数测定的实验方法研究

光弹性法在工业界和生物医学工程中得到了广泛应用，实验前都要测量材料的条纹值，为后续的应力-光学定律中用于求解主应力差值。为了测定光弹性材料条纹系数，利用数字光弹仪分别对梁试件、圆盘试件分别进行了实验测试，得到了暗场的光弹性条纹图，利用采集的条纹图和相应的理论公式进行了条纹值的计算。结果表明，利用圆盘试件所加载荷条纹级次多，所测结果较为精确，并且加载简单易于操作。     

双悬臂深梁应力光弹性研究的精度分析

对双悬臂深梁─—桥墩顶帽的应力光弹性试验中的模型冻结、模型粘结、模型加载、泊松比以及应力条纹对应力场的影响作了定量或定性分析，结果表明：模型冻结过程的内外温差、杠杆式加载装置大于7时的粘结材料弹模比，对应力场影响不大，但材料的泊松比、应力条纹值对应力场有较大的影响．     

有限元计算应力模拟实验光弹性等差条纹图

提出用有限元计算应力模拟光弹性等差条纹图像的方法，介绍了由计算应力计算图像显示点应力的算法。通过主应力差与光弹性等差条纹的关系获得了模拟条纹图。模拟条纹图的灰度值可由数字图像卡快速全场显示，实现了计算应力的光弹性应力等差条纹图的模拟。所提出的新思路为计算结果与实验结果进行全场定量比较提供了新的途径。     

混凝土坝及其不均质岩基的光弹试验研究

为了用光弹方法了解混凝土坝及其不均质岩石基础内的应力分布，研究了用不同弹模１：１～１：１：１０材料粘接（粘接剂强度比模型材料大）来制作复杂的光弹模型。本文介绍了可以防止冻结过程中变弹模模型内因粘接产生残余应力（控制小于０．２级／ｃｍ厚）的特殊技术，也介绍其它基于相似律的不均质岩基的新模拟技术。     

急热时裂纹的应力加强因子——用半级条纹光弹分析法

一条非常靠近边界而且平行于边界的裂纹,在光弹应力分析中,使用了半级条纹光弹分析法,配以计算机控制的图象数值分析系统来确定急热时它的瞬态应力加强因子.提出了应力加强因子随时间变化的实验结果.     

虚拟光弹性力学实验研究

为了实现虚拟光弹性力学实验,提出并采用了一种基于有限元计算和理论分析确定虚拟应力条纹图的反演方法,对巴西圆盘径向压缩实验的光弹性实验结果进行了模拟,并将反演获得的应力条纹图同真实实验获得的条纹图进行了对比分析。结果表明,反演获得的应力条纹图同实验结果一致,该方法实现了在虚拟光弹性力学实验中的定量分析。该方法对虚拟光弹性力学实验研究具有可参考价值。     

光弹贴片法检测复合材料残余应力

采用钻孔法结合光弹贴片实测正交异性复合材料板小孔周围释放应力应变场,简要推导光弹等差线条纹级数与测点残余应力的关系式,并以碳/环氧复合材料板为实例,探讨更简便易行的残余应力检测方法。在实验技术上,将聚碳酸酯贴片的单侧表面镀金属铝膜,以提高贴片的反射效率。实验表明,钻孔法结合光弹贴片测量可有效地分析复合材料残余应力问题。     

变弹模光弹分析中界面点应力初值计算式及其应用

光弹实验应力分析是模拟研究地壳构造应力场的有效方法。本文在单一材料光弹应力分析剪应力差法计算模型应力公式的基础上,得出了不同材料的层状光弹模型界面点应力初值计算式,并介绍了这些公式在构造应力场光弹试验分析中的应用。这些计算式对于定性与定量分析地质力学光弹模型的应力分布,进而分析原型应力分布规律,评价其稳定性,具有一定的参考意义。     

有限元计算应力模拟实验光弹性等差条纹图

提出用有限元计算应力模拟光弹性等差条纹图像的方法，介绍了由计算应力计算图像显示点应力的算法．通过主应力差与光弹性等差条纹的关系获得了模拟条纹图．模拟条纹图的灰度值可由数字图像卡快速全场显示，实现了计算应力的光弹性应力等差条纹图的模拟．所提出的新思路为计算结果与实验结果进行全场定量比较提供了新的途径     

液氮温度下裸光纤布拉格光栅弹光系数实验测量

研究了裸光纤布拉格光栅(FBG)的低温应变特性,采用静态拉伸实验逐对记录FBG中心波长和加载应力,通过理论推导得到理论应变,并将其与相对波长变化量的关系曲线进行线性拟合,求出裸光纤布拉格光栅在常温和液氮温度下的有效弹光系数.此种实验方式消除了传统实验方式(将光栅粘在金属基片上)应变传递对测量结果的影响,使测量结果更准确.结果发现液氮温度下相对波长变化量ΔλB/λB与应变ε呈线性关系,测得常温和液氮温度下弹光系数分别为0.25和0.23.     

基于光弹实验与有限元法的涂层/基体接触应力分析

表面涂层处理常用于保护机械零件表面、减少磨损和提高使用寿命,涂层上的应力分布对零件表面破坏有着重要的影响.文中以聚碳酸酯/环氧树脂为涂层/基体材料,采用光弹实验对受载的涂层/基体进行光弹条纹采集,根据实验条件利用Abaqus软件建立涂层/基体的有限元模型,分析不同涂层厚度和载荷下的应力分布情况.实验和数值分析结果表明:在接触应力场中,最大剪切应力出现在材料的次表层而非表层,随着加载量的增大,最大应力值逐渐向基体扩展;不同涂层厚度下,应力场在结合界面处出现较大的突变,主要是由涂层与基体的材料物理性能不一致导致;光弹实验和有限元法得到的应力分布基本上是一致的.     

基于光弹性原理的弹流润滑实验装置研制

基于目前弹流油膜压力测量实验方法的优缺点,提出用光弹法测量弹流油膜压力,并讨论了相应的测量原理.研制了新型光弹性弹流润滑压力实验装置,该装置由体视显微镜、偏振片、LED光源、加载机构等组成.上试样为透明聚碳酸酯圆盘,下试样为由直流电机通过同步带驱动的GCr15轴承钢制成的转轴,上下试样构成了线接触摩擦副.安装在体视显微镜上的摄像机可拍摄到放大40倍的弹流接触区及其上的聚碳酸酯圆盘上的光弹图像,光弹图像的条纹级次反映了接触区油膜压力和摩擦表面下内部应力的变化.用该装置拍摄了聚碳酸酯和轴承钢滚动摩擦配副在施加载荷为2～50 N,滚动线速度为24、44、63 mm/s时的弹流润滑压力光弹照片.实验结果表明,该装置利用光弹法测量弹流油膜压力与摩擦表面下内部应力是可行的和有效的.     

聚合物挤出成型过程的实验应力分析

为了探明高聚物熔体在模腔内的应力分布状况，提出了实验应力分析法，实验表明，大多数聚合物在熔融状态下具有暂时双折射效应，从而可借助于偏光仪聚取应力干涉条纹图，实验所得的应力条纹图与理论推导所得的曲线族是一致的。文中也给出了在多种口模处的剪应力分布情况。     

井底地应力场的光弹研究

本文介绍应用三维光弹分析的方法来研究井底附近的应力场所采用的力学模型、实验原理和方法以及所得的部分结果。