スペックル干渉法を用いた光弾性応力特性解析装置の開発

散斑干涉光弹应力特性分析装置研制

• 批准号: 09750509
• 负责人: 宮崎 英一
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750509/
• 关键词: 光弾性; 応力; レーザー; スペックル; CCDカメラ; 応力解析; 主応力値分布; 変位測定

1. はじめに光弾性法による応力解析を実現する上で最も問題になるのが、主応力値の決定である.これらは実際に使用される複雑な形状を持つ試験片に対して、光弾性法の結果だけでは解析不能である。そこで、本研究では光弾性法と同時にスペックル干渉法を実行し、様々な角度から観測された試験片の応力および変位情報を利用して主応力の解析を行う。その結果から、材料内部に局在する応力分布の方向及びその単独値での大きさの両者を併せて計測する手法についての検討を行っている。1) 光弾性装置による応力分布の測定被測定対象となる試験片を、光弾性特性を持ったエポキシ樹脂で作成した。この試験片は引張試験で一般的に用いられる4号試験片とした。さらに白色光源(陽光ランプ)及びレンズ・フィルター等を用いて光弾性装置を制作した。申請書類では光源にLDレーザーを使用する予定であった。しかし、この発光デバイスでは偏光板等の減衰により測定に十分な光強度が得られなかったため、光源を測定に十分な強度が得られる陽光ランプ変更している。次に光弾性効果を確認するため、波長板と偏光板を組み合わせる事で円偏光を発生させ、これを応力を負荷させた試験片に照射した。これにより試験片を経た通過光から等色線分布図をCCDカメラを用いて測定した。この画像は2)で数値データとして解析に使用できる様にCCDカメラとコンピュータを組み合わせた画像計測システムを構成した。2) スペックル干渉法を用いた表面変位の測定He-Neレーザーを光源とし、この光をすりガラスに照射させる事でスペックルを発生させる。なお、スペックル径の大きさの制御は回折系としてレンズを使用せず、すりガラスと試験片との距離を変更させて制御している。現在はスペックルパターンの発生に伴う画像ノイズにより、応力負荷時における試験片の光軸方向の正確な測定が出来ていない。このため、まだスペックルパターンを1)で構成した画像測定システムで計測するに止まっている.

1.はじめに光弾性法による濜力ANALYSISを実 appearancesする上で最もquestionになるのが、主濜力値のdeterminationである.これThe result of using the される雑なshaped をholding test piece に対して and the light-reflection method cannot be solved.そこで、This study is based on the light elasticity method and the simultaneous にスペックル干渉法を実行し、様々なangleから観measurementされた稓片の応力および変 position informationをutilizationして主応力のANALYSISを行う. The result is the direction of force distribution inside the material and the internal structure of the material.の大きさの両者を与せてmeasurementする Techniqueについての検问を行っている. 1) The measurement object of the photoelastic force distribution of the photoelasticity device is the test piece of photoelasticity, and the photoelasticity characteristics of the photoelasticity are made of the resin. Use the test piece No. 4 for the general test piece. Our white light source (sunshine light source) and our light source are manufactured using our light-reflective device. The application form is a kind of light source that can be used by the user. Measurement of attenuated light intensity using しかし, この発光デバイスでは polarizing plate, etc.れなかったため, light source をmeasurementに十なstrengthがgetられるsunlight ランプ変Changeしている. The secondary light repellency effect is confirmed by the combination of the wavelength plate and the polarizing plate, the polarized light is produced, and the load is tested by the test film and the light is irradiated. The これにより test piece を経た is measured by the から isochromatic line distribution of the こをCCD カメラをいて.このimageは2)でnumberデータとしてANALYSISにUSEできる様にCCDカメラとコピュータを组み合せたimage plan システムを constitute した. 2) He-Neil's light source is measured using the スペック渉 method.とし、この光をすりガラスに日させる事でスペックルを発生させる. It is used for the large and small きさのcontrolled はfold system としてレンズをせず, すりガラスと trial shot, との distance, を変change, させてcontrol, している. Now I'm doing it When the load is applied, the direction of the optical axis of the test piece is correct and the measurement results are correct.このため、まだスペックルパターンを1) で constitute the image measurement システムでmeasurement するにstop まっている.