光彈性材料和模型ppt課件(已修改)
2025-05-18 03:59 本頁面
【正文】 第三章 光彈性材料和模型 31 光彈性材料 光彈性材料是光彈性應力分析中的一個關鍵問題。只有良好的材料才能充分顯示出光彈性效應，才能據(jù)此分析各種力學問題。 一個多世紀前，光彈性效應被發(fā)現(xiàn)，逐漸形成光彈性原理。為什么直到二十世紀中期才得以發(fā)展呢？因素之一就是由于當時材料不靈敏，模型難以加工。 二十世紀環(huán)氧樹脂材料出現(xiàn)以后，逐漸形成了以環(huán)氧樹脂這種高分子聚合物為基礎原料的光彈性材料，大大推動了光彈性法的發(fā)展。 除上述光彈性材料外，還有一種熱塑性聚碳酸酯材料，它光學靈敏度高，不僅能充分地反映光塑性效應，還能很好地反映出光彈性效應，所以可用以研究光彈性問題。 理想的光彈性模型材料應滿足下列要求： 1,未受力前為光學各向同性、均質、色淺、透明度好、受力后具有暫時雙折射效應； 2,光學靈敏度高，即材料條紋值低，彈性模量量大； 3,應力 應變和應力 條紋級數(shù)的比例極限高； 4,力學蠕變和光學蠕變效應小，指在一定載荷作用下，條紋幾乎不隨時間而增加，或增加得極??； 5,初應力和時間邊緣效應?。? 6,易于機械加工（車、刨、銑、鉆、銼、攻絲等）成各種形狀的光彈性模型； 7,凍結應力的模型材料要具有良好的“凍結”性能； 8,價格低廉。 迄今為止還沒有這樣理想的材料，目前僅能獲得基本滿足光學彈性實驗要求的材料。本章中介紹的是目前所用的材料澆制工藝及性能 32 環(huán)氧樹平板材料 制作環(huán)氧樹脂平板光彈性材料，一般來說是比較成熟的。在此，只總結制作平板材料的技術及工藝過程。 環(huán)氧樹脂板材的原料 是： a ． 環(huán)氧樹脂，其型號 E 44 （稱 6 1 0 1 ）、 E 42 （ 6 3 4 ）和 E 51 （ 6 1 8 ），本色為棕黃色。 b ． 固化劑：順頂烯二酸酐分為分析純、化學純及工業(yè)純，最好使用分析純，絕對不能使用工業(yè)純。它是白色結晶體，具有刺激性。 c ． 制作環(huán)氧樹脂板材的配比為（按重量計 ） 其配合比為： 環(huán)氧樹脂：順頂烯 =酸酐 =100： 35 （ 31） 為了增加材料的塑性，可以加少量的增塑劑（鄰）苯 =甲酸 =丁脂（簡稱二丁脂），其配比為： 環(huán)氧樹脂：順頂烯 =酸酐：丁脂 =100： 35： 5 （ 32） 加入少量二丁脂可以調節(jié)材料的塑性，改進材料的脆性，但加入過量二丁脂會使材料彈性模量降低，加載后產(chǎn)生變形過大。另外加入二丁脂后，要適當延長攪拌時間。以免由于材料不均產(chǎn)生云霧及增加材料的時間邊緣效應。 制作環(huán)氧樹脂板材工藝流程： 計算及稱出材料用量。 首先根據(jù)擬澆制的板材的體積 V，估算出板材的總重量 G。環(huán)氧樹脂原材料的單位體積重 r=量： 環(huán)氧樹脂重量 G1為 G1=100247。 135G 順丁烯二酸酐重量 G2為 G2=35247。 135G （ 33） 把稱好的原材料各放入一個容器內，并分別放進烘箱，加溫到 70186。C左右，直到熔化為白色透明的液體。環(huán)氧樹脂預熱溫度為 60186。C左右。此時對環(huán)氧樹脂液體進行攪拌， 邊攪拌便將熔化的順丁烯二酸溶液倒入環(huán)氧樹脂溶液中，攪拌溫度70186
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