等差线和等倾线的认识实验

一、实验目的

1、 加深认识应力模型在正交、平行平面和圆偏振场中的双折射效应及其力学意义。 2、观察在白光和单色光（钠光）下等差线的特点及了解等差线的确定方法。 3、观测在白光在等倾线的特点及了解描绘等倾线图案的方法。

4、实践用钉压法确定自由边界上应力符号，加深对钉压法原理及判断条纹级数增减的方法的了解。

二、实验设备

1、 PJ20型光弹仪。 2、 FM3大视场偏光弹仪。 3、 241型偏光弹仪。 4、 409－II型偏光弹仪。

三、模型及加载方式

1、 对径压力P作用。

2、 集中载荷作用的简支梁。 3、 对径压力P作用下的圆盘。

P 模型

集中载荷作用下的简支梁

P P 模型

垫片

圆环对径受压示意图 开口圆环对径受压示意图

四、实验原理和方法

1、在PJ20型偏光弹仪上观察各种偏振场下等差线和等倾线图

（1）开启白光光源（同时开启钠光灯预热，以备使用）将仪器调节成正交平面偏振场。 （2）将圆盘模型放在杠杆和压座之间，使之承受径向压力，加载直至模型中心线处等

差线达到4级左右，这时圆盘型的等倾线应为一黑色十字线，若不出现黑色十字线或者十字位置不正，则说明偏振场可能有毛病或模型摆得不正，应仔细检查，调整直至出现黑色十字为止。观察等差线及等倾线图案，分析其产生条件。

1

（3）调节成正交圆偏振场，消除等倾线。在白光光源下，观察等差线图案，并分析其等差线的特点和特定条纹级数，再单独旋转检偏轴调节成平行圆偏振场，观察等差线变化情况。

（4）换上单色光源，观察在单色光下等差线的特点，并确定其条纹级数，待讨论后，

各自绘出整数级等差线草图并注明条纹级数，记下载荷数量（可适当改变载荷大小，使每个同学所描绘的等差线草图的级数有所区别）。

（5）再换上白光光源，使成为正交平面偏振场，然后保持偏振轴正交，按0°，10°，

25°，45°，75°等度数，逆时针方向同步旋转偏振场轴，同时仔细观察分析等倾线的变化情况及特点（特别是注意结合载荷集中点及自由边界上等倾线的特点），待讨论分析后，各自绘出上述度数的等倾线草图，并标明度数。

（6）换上简支梁模型，使中间承受集中载荷，在适当载荷下，重复（3）～（5）步骤，

但等倾线图案草图可以不绘出，而只要求绘出等差线草图。

（7）对上述简支梁，用钉压法确定其上下边的应力符号。

（8）换上圆环或者开口圆环模型，承受径向压力后，在适当的载荷下，重复（3）～（5）

步骤，但不要求绘制等差线和等倾线草图。仔细观察其等差线和等倾线的特点，并找出各个各向同性点的位置，确定其各条等差线的级数。再次用钉压法确定其自由边界上的应力符号。

（9）清理仪器、模型及有关工具，将实验纪录交指导老师审查。 2、了解其他类型偏光弹仪的结构特点及使用方法。

（1）由知道老师介绍FM3型、409-II型及421型偏光弹仪的结构特点及使用方法。 （2）观察若干模型的等差线和等倾线图案及其变化规律。

2