對于二維應力問(wèn)題,確定主應力或正應力分量的實(shí)驗方法,有側向變形法、電比擬法、云紋法、光彈性斜射法、全息光彈性法和全息干涉法等。采用計算方法分離主應力的,有剪應力差法、差分法和迭代法等。但在工程中常用的是剪應力差法、光彈性斜射法和全息光彈性法。平面問(wèn)題的剪應力差法可根據彈性理論二維應力問(wèn)題的平衡微分方程(忽略體積力)導出正應力的計算式式中為計算點(diǎn)i的值;為起始點(diǎn)的正應力;為間距中的上輔助截面AB和下輔助截面CD的剪應力差值;△x,△y為測點(diǎn)間距。
式中θ為第一主應力和x軸的夾角,并自x軸逆時(shí)針?lè )较驗檎?/div>
若條紋級數N和主應力方向已知,剪應力可按下式計算:
光彈性斜射法是二維應力分析中常用的分離應力的實(shí)驗方法。當主應力方向已知時(shí),只要對模型進(jìn)行一次正射,再將模型繞方向轉動(dòng)θ角進(jìn)行一次斜射,即可根據下式得出主應力:
若未知主應力方向,或難以沿主應力方向進(jìn)行斜射,須采用一次正射、兩次斜射,才能得出正應力。如模型分別繞x和y軸各轉θ角,正應力分量可由下式給出:
式中、分別為模型繞x、y軸轉動(dòng)θ角進(jìn)行照射時(shí)的條紋數;N0為正射的條紋數。大多數工程結構在載荷作用下常處于三維應力狀態(tài)。應用三維光彈性實(shí)驗法能有效地確定工程結構內部的三維應力狀態(tài)。三維光彈性實(shí)驗拄包括:光彈性應力凍結法、光彈性?shī)A片法、光彈性散光法等,以光彈性應力凍結法應用較廣。
進(jìn)行光彈性三維應力分析時(shí),模型中的正應力差和剪應力都可用正射或斜射的方法確定。正射法將模型沿x、y、z三方向切出立方體,使偏振光分別沿三個(gè)互相正交的方向垂直照射,得出任意點(diǎn)的正應力差和剪應力。斜射法通常采用一次正射和兩次斜射以獲得正應力差和剪應力。要分離正應力,仍須采用剪應力差法。