1、认识光弹性仪。 观察实物光弹仪的各个部分，了解其名称和作用。 2、平面偏振光场的布置 将二偏振镜轴正交放置，开启单色钠光光源，然后单独旋转检偏镜，同 时观察平面偏振光场光强变化情况，并正确布置出正交和平行两种平面偏 振光场。 3、等倾线和等差线的观察 调整加力装置，分别放入矩形模型横梁使之受力，逐渐加载，观察等倾 线、等差线的形成，转动电子秤下的手柄使起偏镜、检偏镜同步回转，同 时观察等倾线的特点，最后拍下对径受压矩形横梁0°、15°、30°、45° 、60°、75°的等倾线图。 4、在正交平面偏振场中加入两片四分之一波片。 先将一片四分之一波片放入并转动使之成暗场，然后转动45°，再将 另一四分之一波片放入并转动使再成暗场，即得双正交圆偏振光场。此时 等倾线消除，在钠光光源下，观察等差线条纹图，分析其特点。再单独旋 转检偏镜90°，则为平行圆偏振光场，观察等差线得变化情况。 5、测定模型材料的条纹值 从前面应力差公式可以看出，只要知道材料的条纹值和等差线级数N， 模型中的任一点的主应力差值就可算出。我们采用矩形截面纯弯曲梁实验 确定材料的条纹值。矩形截面梁在弯矩M作用下，根据光弹性实验的等差 线图测得纯弯曲段邻近上下边缘某整级数条纹N之间的距离H0。
0度
22.5 度
45度
67.5 度
90度
1、实验目的： 测量模型某点的应力集中系数，即K值； 2、实验原理： 公式如下： 平均 σ=p/s; K= σ‘-σ‘’/σ平均 ； 其中，σ‘-σ‘‘ ——偏振光入射点处平面应力状态的两个主应力； 平均σ‘——偏振光入射点处平面应力状态的平均主应力； σ‘‘=0; P——所加外力大小，P=m*g； t——模型宽度； g——9.8m/s2 。 s——横截面面积，s=l*t； l——横截面长；
具体实验内容
实验一 值
测定条纹
实验数据处理
条纹级数n 1 2 3 4 5 电子秤示数m(kg) 8.95 16.6 24.00 34.70 44.45 条纹值 5.85*10^3 5.42*10^3 5.66*10^3 5.67*10^3 5.81*10^3 条纹值平均数 5.72*10^3
一、实验目的： 1 、了解光弹仪的使用方法 2 、了解等倾线和等差线的产生，观察 材料的等倾线 3 、利用平面偏振场中的光弹性效应测 量给定材料条纹值f 4 、自行设计一个受拉试件，一个受压 试件，分别观察当拉（压）力渐变时其在 暗场下的等差线 5 、分别求上述试件某些特殊点的应力 集中系数
01 02 03 04
6.29
n=6
495
5.72*10^6 9.59*10^5 5.96
由于测量数据太少，导致K值有一定的偶然性存在。四星模型太小，导致 条纹分布过于密集，不易识别，导致了一定误差。
1、实验目的： 测量模型某点的K值； 2、实验原理： 公式如下： 主应力：σ’=n*f/h 平均应力：σ 平均=p/s; K= σ’/σ 平均 σ’’=0； P——所加外力大小，P=m*g； h——模型宽度； g——9.8m/s2 。 s——横截面面积，s=l*h； l——横截面长；
911458
1.15*10^6
6.28
6.63
未加力
n=4
n=2
n=8
n=6
误差分析
在主应力为0时，试件已经出现条纹
分析原因：可能在试件的制作或者实验前试件安装的过程中，受到超 过了试件承受范围内的力，使试件永久性不可恢复变形，结果导致在主 应力为零时，就已经出现条纹，产生误差。 总结：今后做实验要保护好试件，避免遭到破坏，产生误差
5、实验数据记录及初处理 h=0.006m; l=0.032m; 条纹级数n 材料条 纹值f 所加外 主应力 力p
σ’
σ
平均
k
4.07 5.ห้องสมุดไป่ตู้2
K平均
2 4 5720
90 135
1.91*10^6 3.81*10^6
468750 703125
5.6
6
8
175
220
5.72*10^6
7.63*10^6
分析总结
由拍下的照片及数据表格分析可得：
尖端比圆弧的受力能力要小的多，条纹更密集，力加到一 定值越容易断裂损坏。 所以，在进行工程设计时，尽量将零件或工程设计成光 滑的圆弧状。
实验总结
在汪老师的指导下，通过光弹性应力分析实验课程的学习，我受益匪浅。 课堂讲解与实践的并行下，既学到了知识又能学以致用。尤其是在实验当中， 我们小组团结合作，组内成员合理分工，各司其职，在实践中发现问题并共同 探讨解决问题。理论课堂上似懂非懂的一些问题通过自身的动手实践，和组内 成员的探讨，跟其他组的交流以及与老师的讨论中很好的解决。通过自己设计 模型，使得实验与生活相结合，培养了我们自己的创新与想象能力。当然，在 实践当中也发现了一些问题，如实验前准备不足，考虑问题不全面会导致实验 的失败；实验中应该做到细心，不可求快，欲速则不达。 学习这门课程之后，我了解到力学知识在材料方面的应用，懂得了一些基 本的光弹性力学知识，相信对今后的学习生活很有帮助，感谢汪老师的指导。
3、实验器材： 漫射光式光测弹性仪、聚碳酸酯模型、尺子、打磨工具、照相机等； 4、实验步骤及注意事项： （1）小组分工：李振邦负责仪器调整，林长雨负责拍照，原永铭负责加外力， 宿绍勋负责观测，周娇负责数据记录； （2）实验准备（调节正交圆偏振暗场）：打开钠光源，旋转检偏镜，使标记 指向镜框分度盘上0度位置；分别旋转两块四分之一玻片，使标记指向45度， 形成 “正交圆偏振暗场”； （3）测量模型宽度h，测量位置附近横截面长度l， （4）调节试件高度，使模型刚好夹在试件中间且不受力，且平面偏振光垂直 通过模型。 （5）调节电子秤的“去皮”按钮进行清零。 （6）设光入射到模型上某一点X，在观测人指挥下，施力人有节奏地加外力 （注意：所有人应远离模型两侧，以免模型弹出伤人）。当模型中X变成暗点 时，调节外力，找到暗点最清晰时的外力（记录电子秤示数m）并做记录，此 时n=1；继续加外力连续测量并做记录。
6 7
53.50 61.80
5.83*10^3 5.77*10^3
实验二
等倾线的观测
1、实验目的： 记录等倾线的图像； 2、实验原理： 建立一个平面偏振场；首先反复同步转动起偏镜和 检偏镜，观察等倾线移动的大致规律；然后从 =0°开始，单方向方向同步转动P—A镜，一般每 隔5°~10°绘制一条等倾线并标明度数，到90°为 止。 3、实验器材： 光测弹性仪、聚碳酸酯模型、打磨工具、尺子、照 相机；
实验目的 实验仪器 实验原理 实验步骤
01 02 03 04
实验目的 实验仪器 实验原理 实验步骤
01 02 03 04
实验目的 实验仪器 实验原理 实验步骤
01 02 03 04
实验目的 实验仪器 实验原理 实验步骤
某些高分子材料(环氧树脂、聚碳酸脂等) 具有暂时双折射效应 ，制成与实物形状和 尺寸几何相似的模型，并且给模型施加与 实物相似的载荷，在特定的偏振光场中观 察，模型中出现与应力有关的干涉条纹。 依照光弹性原理，可以算出模型内各点的 应力大小和方向，实物的应力可依据相似 理论换算得到。
实验原理
偏 振 片
应力双折射
机械应力作用产生的各向异性 光弹性效应
偏振片1 有机玻 璃模型 施 压 偏振片2
施压方向形成光轴 双折射与应力成正比 用于应力分析研究
应力双折射显示的偏振光干涉条纹
01 02 03 04
实验目的 实验仪器 实验原理 实验步骤
01 02 03 04
实验目的 实验仪器 实验原理 实验步骤
3、实验器材： 漫射光式光测弹性仪、聚碳酸酯模型、尺子、打磨工具、照相机等； 4、实验步骤及注意事项： （1）实验准备（调节正交圆偏振暗场）：打开钠光源，旋转检偏镜，使标记指向镜框分 （ 度盘上0度位置；分别旋转两块四分之一玻片，使标记指向45度，形成 “正交圆偏振暗场”； （2）测量模型宽度t，测量位置附近横截面长度l， （3）调节试件高度，使模型刚好夹在试件中间且不受力，且平面偏振光垂直通过模型。 （4）调节电子秤的“去皮”按钮进行清零。当模型中x变成暗点时，调节外力，找到暗点 最清晰时的外力（记录电子秤示数m）并做记录，此时n=2，再依次施加外力连续测量 并做记录。
5.数据处理 l=8.5cm；h=0.6cm; f=5.72*10^3N/m; 条纹级 显示器显 主应力 数（n） 示力的大 σ‘（Pa 小（N） ）
平均应 力σ（Pa ）
应力 集中 系数k
平均 应力 集中 系数
n=2 n=4
140 335
1.91*10^6 2.71*10^5 7.04 3.81*10^6 6.49*10^5 5.87
4、实验步骤及注意事项： （1）实验准备（调节正交平面偏振暗场）：打开钠 光源，旋转检偏镜，使标记指向镜框分度盘上90 度 位臵，分别旋转两块四分之一玻片，使标记指向0度。 （2）调节试件高度，使模型刚好夹在试件中间且不 受力，且平面偏振光垂直通过模型。 （3）在观测者的指挥下缓慢加外力至出现条纹变化。 （不必加太大的外力） （4）旋转同步旋钮，分别在0度、22.5度、45度、 67.5度、90度处拍照，记录模型的等倾线。
光弹性应力分析实验总结
小组：第五组 组长：李振邦 组员：林长雨 原永铭 宿绍勋 周娇 指导老师：汪小明
01 02 03 04
实验目的 实验仪器 实验原理 实验步骤
光弹性应力分析
01 02 03 04
实验目的 实验仪器 实验原理 实验步骤
01 02 03 04
实验目的 实验仪器 实验原理 实验步骤