[科普中國(guó)]-反射式光彈性儀

簡(jiǎn)介

常用的反射式光彈性儀有兩種形式：一種的光學(xué)元件作V形布置，稱為”字形反射式光彈性儀；另一種則作T形布置，稱為直角式反射式光彈性儀。兩種反射式光彈性儀的特點(diǎn)都是光線兩次通過光敏薄層。這樣，用反射式光彈性儀觀察到的等色線相當(dāng)于材料的敏感度提高了一倍。1

進(jìn)行光彈性貼片法實(shí)驗(yàn)儀器中的光路與一般透射式光彈性儀的光路不同，主要特點(diǎn)在于它的光路是反射式的。圖1是我國(guó)生產(chǎn)的WZF-90(442)型反射式光測(cè)彈性儀，整個(gè)儀器支承在三角架上，可以裝拆，便于攜帶。它的光路有兩種型式，一種是光學(xué)零件作V型布置，稱為V型光路；另一種是光學(xué)零件作T型布置，稱為直角型光路或雙行程光路。2

基本原理V型光路如圖2所示，光自光源發(fā)出后，經(jīng)過偏振片和四分之一波片，入射到粘貼在結(jié)構(gòu)物待測(cè)表面的貼片上，經(jīng)過貼片再反射經(jīng)儀器的四分之一波片和分析片，最后照相記錄干涉條紋。

這是常用的一種光路，由于光線直接照射，光強(qiáng)較大，可得到較清晰的應(yīng)力光圖，并且光路布置簡(jiǎn)單，光場(chǎng)調(diào)整與普通透射式光彈儀相同，操作方便。但由于入射光與反射光不是正射于貼片表面，因此測(cè)得的結(jié)果只是每一點(diǎn)附近一定寬度內(nèi)應(yīng)變的平均值，特別是在應(yīng)變梯度較大的區(qū)域內(nèi)，精度較差。使用時(shí)，當(dāng)儀器離貼片距離不太近時(shí)，由于光線不正射引起的誤差一般可以不考慮。

T型光路如圖3所示，光自光源發(fā)出后，經(jīng)過偏振片和四分之一波片，由45°放置的半反射鏡反射后垂直人射于貼片表面，然后經(jīng)過貼片再反射至四分之一波片和分析片，最后照相記錄。這種光路的入射光和反射光均垂直于貼片表面，因而沒有由于光線斜射所帶來的誤差，但光線經(jīng)過半反射鏡后損失較大，光線就弱。光場(chǎng)調(diào)整時(shí)，要注意45°放置的半反射鏡的反射對(duì)偏振光的影響。

目前國(guó)外生產(chǎn)的反射式光彈儀的基本組成部分與上面介紹的大致相同，但為便于現(xiàn)場(chǎng)使用，都向小型、輕型和自動(dòng)化方向發(fā)展。有的反射式光彈儀已發(fā)展成有多種專用附件，如用于動(dòng)態(tài)應(yīng)力分析的頻閃燈、電影攝影機(jī)及光敏檢測(cè)和記錄設(shè)備；用于精密的逐點(diǎn)測(cè)量的各種補(bǔ)償器；用于斜射的各種裝置等。2