تحقیق روش فتو الاستیسیته

توضیحات

عنوان: روش فتو الاستیسیته

• مقدمه
• تاریخچه
• آشکارسازی تنش‌های داخلی
• نواحی تکفام
• روش فتوالاستیسیته
• ب) پلاریسکوپ دایره ای
• اما آیا این تنش،دقیقا تنش در نقطه دلخواه است؟
• منابع

مقدمه:

فوتوالاستیسه به عنوان اساس یک فن برای مطالعه تنش‌ها در ساختار‌های مکانیکی شفاف و کدر بکار می‌رود. چنانچه حبابهای هوا در شیشه در حین ساختن آن کاملا از بین نرود یا در نصب آن بی دقتی شود، خواه به عنوان شیشه اتومبیل بکار رفته باشد یا به عنوان عدسی تلسکوپ ، تنش داخلی در آن ظاهر خواهد شد. و می‌توان آن را به آسانی آشکارسازی کرد. این پدیده به نامهای مختلف نظیر روشکستی مکانیکی ، فوتوالاستیسه یا روشکست تنشی مشهور است.

 

تاریخچه

فوتوالاستیسه در سال 1816__1191 توسط سر دیوید بروستر کشف شد. وی دریافت که مواد شفاف همسانگرد معمولی را می‌توان با عمل تنش مکانکی از نظر نوری ناهمسانگرد کرد.

اثر تنش مکانیکی بلور همسانگرد

وقتی که بلور همسانگرد تحت تاثیر تنش مکانیکی قرار می‌گیرد، به علت تراکم یا انبساط به ترتیب خواص یک بلور تک محور منفی (سرعت حرکت در راستایی که بروز قطبش میدان الکتریکی موازی با محور نوری بزرگتر از سرعت حرکت در راستایی که بردار قطبش میدان الکتریکی عمود بر محور نوری است) یا تک محور مثبت (برعکس حالت قبل) به خود می‌گیرد. در هر یک از این دو حالت محور نوری موثر در امتداد تنش و دو شکستی القا شده با تنش متناسب است.

آشکارسازی تنش‌های داخلی

اطلاعات مربوط به کرنش سطحی روی اجسام کدر را می‌توان با قرار دادن روکش‌های فتوالاستیک در قسمت‌های مورد مطالعه بدست آورد. بطور متداولتر یک مدل قیاسی شفاف از قسمت مورد نظر را از ماده‌ای که از نظر نوری حساس به تنش است، نظیر اپوکسی گلیتپول ، با رزینهای پلی‌استر می‌سازند. پس این مدل را تحت اثر نیروهایی قرار می‌دهند، که مولفه واقعی به هنگام استفاده ، به آن وارد می‌کنند. چون دو شکست از نقطه‌ای به نقطه دیگر در روی سطح این مدل تغییر می‌کند، وقتی که بین قطبش‌گرهای متقاطع قرار می‌گیرد، یک نقش فریز پیچیده رنگارنگ وجود آتش‌های داخلی را آشکار خواهد کرد.

نواحی تکفام

تنش‌های اصلی و همچنین اختلاف تنش بین دو نقطه از یک ناحیه به ناحیه دیگر تغییر می‌کند. تحت تابش نور سفید مکان هندسی کلیه نقاط روی نمونه که اختلاف تنش بین آنها مقدار ثابتی است، نواحی تکفام نامیده می‌شوند. هرکدام از این نواحی به یک رنگ خاص مربوط می‌شوند. آنچه که روی این فریزهای رنگین برهم نهاده شده‌اند، مجموعه‌ای از نوارهای سیاه جداگانه خواهد بود.

 

 

 

 

در نتیجه:

وجود تنش‌ در ساختار مکانیکی مواد شفاف ایجاد منظره‌های زیبایی می‌کند، که با نگریستن به این فریزها می‌توان این منظره‌ها را به چشم دید. علاوه بر این ، نقشه‌ای کیفی از تنش می‌توان تهیه کرد و آن را به عنوان اساس محاسبات کمی بکار برد.

 

روش فتوالاستیسیته:

در یونان ابتدا بر این عقیده بودند که نور یک ذره است.

سپس ether اعلام کرد که نور عنصری است آسمانی که سبب حرکت موج میشود. نیوتن هم گفت نور ذره است. اما young اعلام کرد،نور یک موج است.

اما هیچ یک از اینها به تنهایی برای تعریف رفتار نور کافی نبود.تا اینکه انیشتن،نور را یک فوتون (ذره-موج) نامید.

رای ساده کردن محاسبات در مبحث فتو الاستیسیته،از نظریه موج ماکسول استفاده میکنیم.

بر اساس این تئوری،موج شامل بردارهای الکتریک E و مگنتیک H میباشد.و صفحاتی که این بردارها در آن قرار دارند،بر هم عمود هستند.

 

به طور کلی،چنین موجی را موج الکترومغناطیس مینامیم. نورهای مرئی در محدوده طول موج های 400 تا 700 نانومتر قرار دارند.

400 برای نور بنفش شروع شده تا 700 برای نور قرمز.

 

 

دستگاهی که با آن می توانیم آزمایش فتو الاستیسیته را انجام دهیم،پلاریسکوپ نام دارد. معمولا پلاریسکوپ به یکی از دو شکل زیر است که هر کدام از قسمت های آن را توضیح خواهیم داد:

 

الف) پلاریسکوپ صفحه ای:

 

پلاریسکوپ صفحه ای،ساده ترین سیستم اپتیکی است که در فتوالاستیسیته استفاده میشود.

ابتدا یک منبع نور داریم،این منبع نور هم میتواند شامل نور سفید باشد و هم شامل نور تک رنگ (مثل نور قرمز،سبز و…). اگر نور سفید باشد،در قطعه مورد نظر ما هاله های رنگی به وجود میاد و اگر نور تک رنگ باشد در قطعه ما هاله های سیاه پدید خواهد آمد. پس از منبع نور صفحه ای اپتیکی قرار میگرد،که پلاریزر (Polarizer) نام دارد .

 

پس از پلاریزر ، نمونه فتوالاستیک قرار میگیرد،با توجه به آنکه تنش مستقل از جنس قطعه است،نمونه از جنس مخصوصی است که هاله های تنش را نشان دهد. پس از نمونه هم صفحه دیگری قرار میگیرد که آنالیزر (Analyzer) نام دارد.

 

اگر به شکل دقت کنید،متوجه میشوید که محور پلاریزر و آنالیزر بر هم عمود است و هاله های تنش،از آنطرف آنالیزر مشاهده میشوند.

 

 

توجه:

برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.

لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق