Taula de continguts:
2025 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2025-01-13 06:57
La fotoelasticimetria és una manera de visualitzar soques en materials. En aquest instructiu, veurem com podeu fer algunes mostres per determinar experimentalment la distribució de la tensió en alguns materials amb càrrega mecànica.
Pas 1: algunes explicacions sobre com funciona
Un material "birrefringent" és un material en què l'índex de refracció (és a dir, la velocitat de la llum) depèn de la polarització i la direcció de propagació de la llum.
Quan apliqueu una mica de tensió mecànica, la birrefringència del material canvia localment en funció de la tensió, i en alguns punts actua com una "placa d'ona" que canvia l'estat de polarització de la llum.
Un "polaritzador" és un component òptic que només permet passar alguns tipus de polarització. Si superposeu dos polaritzadors de tipus "lineal" orientats en les direccions perpendiculars, la llum es bloquejarà, però si afegiu una "placa d'ona" convenientment orientada entre ells, la llum passarà i veureu la llum.
La combinació d’aquests dos efectes permet veure en temps real diferents colors que passen o no (ja que la modificació de la polarització també depèn de la longitud d’ona de la llum)
Per entendre millor com una placa d’ones permet canviar la polarització de la llum, podeu llegir l’article següent:
ca.wikipedia.org/wiki/Waveplate
L’article sobre fotoelasticimetria també va més enllà de la meva explicació lleugera:
ca.wikipedia.org/wiki/Photoelasticity
Pas 2: creeu alguns marcs mecànics per aplicar estrès a les peces de plàstic
Aquí hi ha alguns fotogrames i mostres que vaig imaginar per visualitzar fotogrames
Pas 3: realitzeu els marcs
Gràcies a un I. U. T. francès Fablab a la ciutat de Cachan (al sud de París), l'InnovLab (https://innovlab-iut-cachan.blogspot.com/), vaig tenir l'oportunitat d'accedir a un tallador de raig d'aigua per poder realitzar els marcs !
innovlab-iut-cachan.blogspot.com/2018/10/po…
Si voleu fer el mateix, podeu tallar-los amb aigua o potser utilitzar altres tipus de C. N. C. mecanitzat. Aquí he utilitzat un material d'alumini de 12 mm de gruix.
A continuació, podeu practicar alguns forats i tocar-los per afegir alguns cargols que us ajudaran a prémer les mostres. També podeu fer una estructura deformable mecànica que premeu localment la vostra mostra.
Pas 4: realitzeu les mostres
També podeu tallar algunes mostres (algunes barres o una torre semblant a Eiffel) en plàstic (he utilitzat amb èxit una làmina de poliacarbonat de 7 mm de gruix, el vidre també funciona però es trenca més fàcilment)
Pas 5: gaudiu dels vostres experiments
Col·loqueu la mostra al marc i visualitzeu-la entre un L. C. D. pantalla (que emet llum polaritzada) i un polaritzador (tinc la meva allà:
A continuació, apliqueu la tensió i observeu com canvien els colors.
Gaudiu-ne!