Sommario:
- Passaggio 1: alcune spiegazioni su come funziona
- Passaggio 2: costruire alcuni telai meccanici per applicare stress alle parti in plastica
- Passaggio 3: realizza le cornici
- Passaggio 4: realizza i campioni
- Passaggio 5: goditi i tuoi esperimenti
Video: Fotoelasticimetria: vedere lo stress meccanico con l'ottica: 5 passaggi (con immagini)
2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03
La fotoelasticimetria è un modo per visualizzare le deformazioni nei materiali. In questo Instructable, vedremo come puoi fare alcuni campioni per determinare sperimentalmente la distribuzione delle sollecitazioni in alcuni materiali sotto carico meccanico!
Passaggio 1: alcune spiegazioni su come funziona
Un materiale "birifrangente" è un materiale in cui l'indice di rifrazione (cioè la velocità della luce) dipende dalla polarizzazione e dalla direzione di propagazione della luce.
Quando si applica uno stress meccanico, la birifrangenza del materiale cambia localmente a seconda della deformazione, e in alcuni punti si comporta come una "lastra d'onda" che cambia lo stato di polarizzazione della luce.
Un "polarizzatore" è un componente ottico che lascia passare solo alcuni tipi di polarizzazione. Se si sovrappongono due polarizzatori di tipo "lineare" orientati nelle direzioni perpendicolari, la luce verrà bloccata ma se si aggiunge una "piastra d'onda" opportunamente orientata tra di loro, la luce passerà e si vedrà la luce.
La combinazione di questi due effetti consente di vedere in tempo reale diversi colori che passano o meno (poiché la modifica della polarizzazione dipende anche qui dalla lunghezza d'onda della luce)
Per capire meglio come una lastra d'onda permetta di cambiare la polarizzazione della luce, puoi leggere il seguente articolo:
en.wikipedia.org/wiki/Waveplate
L'articolo sulla fotoelasticimetria va anche oltre la mia spiegazione leggera:
en.wikipedia.org/wiki/Photoelasticità
Passaggio 2: costruire alcuni telai meccanici per applicare stress alle parti in plastica
Ecco alcuni frame e campioni che ho immaginato per visualizzare i frame
Passaggio 3: realizza le cornici
Grazie a un I. U. T. Fablab nella città di Cachan (a sud di Parigi), l'InnovLab (https://innovlab-iut-cachan.blogspot.com/), ho avuto la possibilità di avere a disposizione un waterjet cutter per realizzare le cornici !
innovlab-iut-cachan.blogspot.com/2018/10/po…
Se vuoi fare lo stesso, potresti tagliarli ad acqua o magari usare altri tipi di C. N. C. lavorazione. Qui, ho usato un materiale di alluminio spesso 12 mm.
Quindi, puoi praticare alcuni fori e toccarli per aggiungere alcune viti che ti aiuteranno a premere i campioni. Puoi anche realizzare una struttura meccanica deformabile che premerà localmente il tuo campione.
Passaggio 4: realizza i campioni
Puoi anche tagliare alcuni campioni (alcune barre o una torre simile a Eiffel) in plastica (ho usato con successo una lastra in policarbonato di 7 mm di spessore, anche il vetro funziona ma si rompe più facilmente)
Passaggio 5: goditi i tuoi esperimenti
Metti il tuo campione nella cornice e guardalo tra un L. C. D. schermo (che emettono luce polarizzata) e un polarizzatore (il mio l'ho preso lì:
Quindi applica la tensione e osserva i colori cambiare.
Divertiti !
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