DE2314712A1 - Spannungsoptisches verfahren und vorrichtung zu seiner durchfuehrung - Google Patents
Spannungsoptisches verfahren und vorrichtung zu seiner durchfuehrungInfo
- Publication number
- DE2314712A1 DE2314712A1 DE19732314712 DE2314712A DE2314712A1 DE 2314712 A1 DE2314712 A1 DE 2314712A1 DE 19732314712 DE19732314712 DE 19732314712 DE 2314712 A DE2314712 A DE 2314712A DE 2314712 A1 DE2314712 A1 DE 2314712A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- grid
- screen
- optical
- observed
- polarizer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 40
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 16
- 239000012788 optical film Substances 0.000 claims description 2
- 230000002207 retinal effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 claims description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- MOYKHGMNXAOIAT-JGWLITMVSA-N isosorbide dinitrate Chemical compound [O-][N+](=O)O[C@H]1CO[C@@H]2[C@H](O[N+](=O)[O-])CO[C@@H]21 MOYKHGMNXAOIAT-JGWLITMVSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
- G01L1/241—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet by photoelastic stress analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
- G01B11/18—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge using photoelastic elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Description
13.847/8 30/ei
PATENTANWÄLTE
Pr. it, nat, DIETER LOUIS
Γι.-ί. Phys. CLAUS PÖHLAU . O Q 1 L Π 1
D pL-Ing. FRANZ LOHRENTZ tg|H' 1
8500 NORNBERQ
KESSLERPLATZ 1
Firma CENTRE TECHNIQUE DES INDUSTRIES MECANIQUES,
60304 Senlis / Frankreich
Spannungsoptisches Verfahren und Vorrichtung zu seiner Durchführung
Die Erfindung betrifft allgemein gesprochen die für die Untersuchung mechanischer Spannung verwendeten spannungsoptischen Techniken. Sie befasst sich speziell mit einem
Verfahren zur Sichtbarmachung der Linien maximaler Schubspannung oder der Isostaten durch. Beobachtung der in einem
spannungsoptischen Material auftretenden akzidentiellen
Doppelbrechungen in polarisiertem Licht. Weiterhin hat sie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen
Verfahrens zum Gegenstand. Dabei soll die direkte Sichtbarmachung der Isostaten oder Linien maximaler Schub-
309841/0426
spannung im Durchlicht oder Auflicht unter Ausnutzung
der Moire-Erscheinung zwischen verschiedenen Isoklinen--netzen ermöglicht werden.
Die isostatischen Linien sind Hüllkurven der Hauptspannungsrichtungen. Das sind die Feldlinien der Hauptspannungen.
Sie bilden zwei Kurvenscharen, die überall orthogonal zueinander verlaufen. Jede freie Kontur eines
Teils, das ebenen Beanspruchungen ausgesetzt wird, fällt mit einer Isostate zusammen.
Die Linien maximaler Schubspannung bestehen aus zwei orthogonalen Kurvenscharen, die die Isostaten unter 45°
schneiden.
Es ist bekannt, dass die spannungsoptischen Techniken im
wesentlichen darin bestehen, dass in polarisiertem Licht die akzidentiellen Doppelbrechungen beobachtet werden,
die in einem belasteten spannungsoptischen Material .entstehen. Es werden zwei Gruppen von klassischen Techniken
unterschieden, je nachdem ob ein aus einem geeigneten durchsichtigen Material hergestelltes Modell der wirkli.-chen
Struktur im Durchlichtverfahren untersucht oder auf die Oberfläche der wirklichen Struktur ein Film aus spannungsoptischem
Material aufgelegt wird und dann dieser Film, der den gleichen Belastungen wie die Oberfläche
30984 1/0426
der Struktur ausgesetzt ist, im Auflichtverfahren untersucht
wird.
Durch Veränderung der Polarisationsebene des Lichtes gegenüber
dem beobachteten Material, dem Modell oder dem spannungsoptischen Film, können verschiedene Isoklinennetze
sichtbar gemacht werden, mit denen dann die Isostaten oder die Linien maximaler Schübspannung bestimmt werden
können.
Es sind bereits Verfahren bzw. Vorrichtungen bekannt, die es ermöglichen, bei der Untersuchung eines Modelles aus
durchsichtigem Material in Durchlicht, das zwischen einen Polarisator und einen Analysator gebracht wird, direkt
durch übereinanderliegende aufeinanderfolgende Photographien eine Sichtbarmachung der Isostaten oder Linien maximaler
Scherung zu erreichen und das langwierige und umständliche punktweise Abzeichnen von den Isoklinennetzen zu vermeiden.
Dabei wird an dem untersuchten Modell ein Raster, am besten mit quadratischen Maschen, angeordnet, dessen
Striche parallel zu den gekreuzten Polarisationsebenen eines Polarisators und eines Analysators verlaufen. Der Polarisator,
der Raster und der Analysator stellen eine Baugruppe dar, die in Bezug auf das untersuchte Modell drehbar ist.
Es werden dann aufeinanderfolgende Photos mit der gleichen
Belichtungszeit gemacht, nachdem Jedesmal zwischen der
309841/0426
Polarisator-Raster-Analysator-Vorrichtung und dem Modell
eine Drehung um den gleichen Winkel ausgeführt wurde. Die Überlagerung der so erhaltenen und von den aufeinan-.
derfolgenden Isoklinenscharen modulierten Rasterbilder führt zu Moire-Erscheinungen, die zwei Scharen von zwei
orthogonalen Kurven veranschaulichen, die genau den Linien maximaler Schubspannung entsprechen. Das gleiche Verfahren
ermöglicht die direkte Sichtbarmachung der Isostaten,wenn-τ
die Striche des Rasters in einem Winkel von 45° zu den Polarisationsebenen des Polarisators und Analysators angeordnet
sind. . ■
Trotz seiner Vorteile blieb die praktische Ausnutzung dieses Verfahrens durch die schwierige Einstellung der Vorrichtung
und die komplizierten Verfahrensbedingungen beschränkt. Ausserdem konnte diese Technik bis heute nicht
auf die Untersuchung wirklicher Strukturen, die mit einem
Film oder einem Überzug aus spannungsoptischem Material versehen sind, bei Reflexien des polarisierten Lichtbündels
auf dieser Struktur angewendet werden. In diesem Falle ist es unmöglich, die Linien maximaler Schubspannung
oder die Isostaten zu erhalten, wenn der Raster in analoger Weise über der Fläche der reellen beobachten Struktur
angeordnet wird. Ein erstes Hindernis rührt daher, dass das Lichtbündel, das zweimal durch den Raster hindurchtreten
muss, zu stark gedämpft "wird-, Ausserdem erzeugt das
30984 1/04 2
23U712
von der reflektierenden Oberfläche der beobachteten Struktur
gebildete Bild des Rasters zusätzliche Moire-Wirkungen, die die Bilder stören. Schliesslich ist die Anwendung
eines Rasters bei einer unebenen Oberfläche in der Praxis häufig unmöglich.
Die Erfindung schlägt nun ein Verfahren und eine Vorrichtung vor, die es ermöglichen, die vorerwähnten Nachteile
zu vermeiden und die direkte Sichtbarmachung der Isostaten oder der Linien maximaler Schubspannung besser als bei
den früheren Techniken, und selbst bei der Beobachtung der reellen Strukturen, zu erreichen. Die Erfindung soll ausserdem
mit Nutzen auch bei einer Variante anwendbar sein, bei der ein aus einem durchsichtigen spannungsoptischen
Material hergestelltes Modell in Durchlicht beobachtet wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe, wird nach der Erfindung nun vorgeschlagen, dass aufeinanderfolgende Moire-Abbildungen
überlagert werden, die durch gleichzeitige Beobachtung des Materials und eines Rasters, dessen Striche bei
den Linien maximaler Schubspannung parallel zur Polarisationsebene des Lichtes oder bei den Isostaten in einem
Winkel von 45° zu derselben verlaufen, bei verschiedenen aufeinanderfolgenden Einstellungen der Polarisationsebene
erzielt v/erden, und dass Material und/oder Raster in
309841/0426
Form einer in der Ebene des jeweils anderen Elementes
erzeugten optischen Abbildung beobachtet werden.
Nach einer ersten Ausführungsart wird der beobachtete
Raster dargestellt, indem in der gleichen Ebene mit dem beobachteten Material ein reelles optisches Bild eines
vom Material entfernten gegenständlichen Rasters gebildet wird.
Bei einer Ausführungsform, die für die Beobachtung reeller Strukturen anwendbar ist, wird als Material ein spannungsoptischer
Film verwendet, der durch Reflexion des Lichtes auf einer darunterliegenden reflektierenden
Schicht beobachtet wird, wobei das reelle optische Rasterbild in der Ebene der reflketierenden Schicht gebildet
wird.
In Abänderung kann der reelle Raster auf dem Schirm angeordnet werden, auf dem das Bild des Materials abgebildet
wird.
Bei einer bevorzugten Anwendungsart, die die Auswertung der Ergebnisse erleichtert, indem eine sofortige visuelle
Beobachtung ermöglicht'wird, wird eine kontinuierliche Drehung der Baugruppe aus Polarisator, Analysator,
Raster und gegebenenfalls Schirm erzeugt und periodisch
30984 1/04 2 6
das auf dem Schirm erhaltene, mit dem Raster überlagerte Bild "beobachtet. Als Lichtquelle wird "beispielsweise eine
Blitzlampe verwendet. Die Drehgeschwindigkeit und die PeriOdizität oder die Häufigkeit der Blitze können so
gewählt werden, dass der Folgerhythmus der beobachteten Bilder gegenüber der Netzhautträgheit schnell genug ist,
damit ein Beobachter die aufeinanderfolgenden Bilder, die den verschiedenen Stellungen der Polarisationsebene und
des Rasters gegenüber dem untersuchten Material entsprechen, gleichzeitig wahrnimmt.
Dies erreicht man insbesondere dann, wenn die Drehgeschwindigkeit über 360 U/min liegt, wobei die· Häufigkeit
der Blitze ein ganzzahliges Vielfaches dieser Zahl in der
.Grössenordnung von 40 ist.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren sind die Isostatennetze oder die Linien maximaler Schubspannung (entsprechend
der Einstellung des Rasters zur Polarisationsebene), die sich aus den Moire-Erscheinungen zwischen den dem Raster"
überlagerten, aufeinanderfolgenden Bildern ergeben, direkt auf einem durchscheinenden Schirm sichtbar, ohne
dass es erforderlich wäre, photographische Aufzeichnungen zu machen. Ausserdem kann das Material fortlaufend verschoben
und so die gesamte Oberfläche eines Teiles in einer sehr kurzen Zeit untersucht werden.
309841/0426
Eine zur Durchführung des erfindungsgeinässen Verfahrens
besonders geeignete Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie Mittel, die einen Strahlengang zwischen
einer Lichtquelle, einem zu beobachtenden spannungsoptischen
Material und einem Beobachtungs- oder Registrierschirm für die Bilder des Materials bestimmen, einen Polarisator
und einen Analysator, die im Strahlengang zwischen der Lichtquelle uni dem* Material bzw. zwischen dem
Material und dem Registriergerät angeordnet sind, einen
Raster, der vom Material entfernt und auf dem Schirm angeordnet oder mit Mitteln verbunden ist, um ein optisches
Bild in der Ebene des beobachteten Materials oder in derjenigen seiner Abbildung auf dem Schirm zu erzeugen, sowie
synchronisierte Mittel zur Drehung des Polarisators, des Analysators und des Rasters in Bezug auf die Achse
des Strahlenganges umfasst. Es ist vorteilhaft, wenn bei
einer derartigen Vorrichtung der Raster an einem Schirm angebracht wird, auf dem das Bild des Materials erzeugt
wird, und wenn der Analysator auf der anderen Seite des
Schirms angeordnet wird. Raster, Analysator und eventuell Schirm werden vorzugsweise auf ein und demselben,, auf der
optischen Achse drehbaren Gestell montiert und synchron zum Polarisator in Drehung versetzt.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter
309841/0426
23U712
Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:
Figur 1 schematisch eine erste Ausführungsart
einer erfindungsgemassen Vorrichtung zur Beobachtung reeller Strukturen mit dem
Auflichtverfahren in polarisiertem Licht;
Figur 1a schematisch eine Variante der Vorrichtung nach Figur 1 zur Beobachtung eines Modells
durch Transmission des polarisierten Lichtbündels j
Figur 2 eine andere Ausführungsvariante der Vorrichtung von Figur 1;
Figur 3 schematisch eine Karte der Linien maximaler Schubspannung, die durch das erfindungsgemässe
Sichtbarmachungsverfahren erzielt wurde j
Figur 4 ebenfalls eine Isostatenkarte·
Figuren 5ä und 5b veranschaulichen die Anwendung des erfindungsgemassen Verfahrens für die
Konstruktion eines Maschinenteilprofils und
Figur 6 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsart der erfindungsgeaäesen Vorrichtung.
109841/0426
■ - ίο -
Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung wird zur Beobachtung einer Struktur 1 verwendet, auf die eine reflektierende
Schicht 2 und dann ein spannungsoptischer Lack, der einen durchsichtigen Film ~5 bildet,, aufgebracht wurden.
Die Vorrichtung umfasst auf derselben Seite wie diese Struktur eine Lichtquelle 4 und eine photographische Platte
5, auf die das unter einem kleinen Einfallswinkel von der Struktur 1 oder genauer von der reflektierenden Schicht
reflektierte Bild der Quelle fällt. In dem zwischen der Quelle 4, der Struktur 1 und der Photoplatte 5 durch die
Linsen L^, L£, L-, und L^ bestimmten Strahlengang sind zwei
Polarisatoren angebracht-, deren Polarisationsebenen gekreuzt sind und die den eigentlichen Polarisator 6 zwischen
der Quelle 4 und der beobachteten Struktur 1 und den Analysator 7 zwischen dieser Struktur 1 und der Photoplatte
darstellen.
Die Quelle 4 befindet sich im Brennpunkt der Linse L^, so
dass die Struktur 1 von einem parallelen Lichtbündel· beleuchtet wird. Die Linsen Lg und L^ bündeln das Licht auf^
den Polarisator 6 und Linse L^ bündelt das reflektierte
Licht auf den Analysator 7 vor dem Objektiv 8 des Photoapparates mit der Platte 5.
Senkrecht zur optischen Achse 1st im Strahlengang vor der Sammellinse L^ ein Raster 10 angeordnet, Dieser Ra-
23Η7Ϊ2
ster ist auf einem Gestell angebracht, dessen Stellung in der optischen Achse so gewählt werden kann, dass er
sich in einem konjugierten Punkt der reflektierenden Schicht 2 gegenüber dem optischen System der Linsen L^
und L7 befindet.
Im übrigen wird der Raster so ausgerichtet, dass seine Striche parallel und senkrecht zur Polarisationsebene
des Lichtes hinter dem Polarisator oder in einem Winkel von 45° zu dieser Ebene verlaufen, je nachdem, ob die
Linien maximaler Schubspannung oder die Isostaten der beobachteten Struktur erzielt werden sollen.
Schliesslich ist es möglich, die Polarisationsebene des Lichtes in Bezug auf die Struktur 1, die als feststehend
angenommen wird, zu drehen, indem Polarisator 6, Analysator 7 und Raster 10 synchron um die optische Achse gedreht
werden.
Die Vorrichtung nach Figur 1a unterscheidet sich von derjenigen gemäss Figur 1 nur durch die Tatsache; dass sich
die beiden Bündel des Polarisators 6 und des Analysators 71 zueinander in der Verlängerung befinden, wobei das untersuchte
Modell 1! aus einer durchsichtigen spannungsoptischen
Harzplatte herausgeschnitten ist und weder eine reflektierende Schicht 2 noch einen spannungsoptischen
309841/0426
" 12·" 23H712
Lackfilm 3 hat. Die Vorrichtung nach Figur 1a funktioniert
im übrigen genau wie die der Figur 1.
Bei der Variante von Figur 2 ermöglicht es ein Spiegel
11, den Strahlengang ein erstes Mal vor dem Polarisator umzulenken, so dass sich die Abmessungen der Vorrichtung
verringern.
Beim Einsatz der für die Sichtbarmachung der Linien maximaler
Schubspannung oder Isostaten beschriebenen Vorrichtung wird die Ausrichtung des Rasters so geregelt, dass
seine Striche je nachdem parallel oder senkrecht zu den
gekreuzten Polarisationsebenen des Polarisators und Analysator
verlaufen.· Dann wird seine Einstellung auf der optischen Achse so gewählt, dass sich ein reelles Bild
des Rasters auf der reflektierenden Schicht 2 der Struktur
1 ergibt, indem dieses reelle Bild mit dem gegenüber
der reflektierenden Schicht virtuellen Bild zur Deckung gebracht wird. Schliesslich wird der Photoapparat auf
diese reflektierende Schicht eingestellt.
Auf einer einzigen Platte v/erden bei gleichen Belichtungszeiten
mehrere aufeinanderfolgende photographische Aufnahmen gemacht, wobei die Baugruppe Polarisator, Raster,
Analysator jedesmal um einen gleichen Winkel von 90°/n gedreht wird. Wenn η die Anzahl der photographier-
309841/042 6
ten Bilder ist, liegt η vorteilhafterweise zwischen 3
und 14 und am besten in der Grössenordnung von 9 bis 12. Jedes Bild ist eine Abbildung des Rasters, die von
dem Isoklinennetz für die entsprechende Polarisationsebene moduliert wird. Die der Struktur aufgegebene Belastung
ist so niedrig, dass bis auf die Isochromen 0. Ordnung alle Isochromen verschwinden. Durch Übereinanderlegen
der durch die Kombination dieser Abbildungen erhaltenen aufeinanderfolgenden Moires ist, wie in Figur
3 veranschaulicht, eine direkte Sichtbarmachung von Linien maximaler Spannung möglich.
Vexm in der gleichen V/eise verfahren wird, die Striche
des Rasters jedoch unter einem Winkel von 45° zu den Polarisationsebenen des Polarisators und des Analysators
eingestellt werden, ergeben sich, wie in Figur 4 dargestellt, die Isostaten.
Kartenzeichnungwn, wie sie sehr schematisch in den Figuren 3 und 4 dargestellt sind, ergeben sich bei Beobachtung
eines belasteten TrägerStückes, insbesondere unter folgenden Bedingungen:
Film; AGFA-GEVAERT, Planfilm SCIENTIA 23D 56:
Entwickler METINAL: 1 1/2 min; Fixiermittel ACIDOFIX: 4 min
309841/0426
Belichtung: 14 s je Neigung
um Winkel von 9P, d.h. 10 Stellungen
Rasters grauer, positiver AGFA-GEVAERT-Kontaktraster,
100 Linien pro Zoll
Lampe: Quecksilberspektrallampe, 250 W, mit Interferenzfilter
von 4561 &
Brennweiten: alle gleich, 80 cm
Feld: 150 mm Durchmesser.
Feld: 150 mm Durchmesser.
Die Sichtbarmachung der Isostaten wird insbesondere verwendet, um das Profil von Maschinenteilen in Abhängigkeit
von ihrer Bestimmung zu ermitteln. Das Profil wird fortlaufend
so lange, z.B. schleifend, bearbeitet, bis die freien Ränder dem Isostatenverlauf folgen. Dieses Bearbeiten
wird in den Figuren 5a (vor der Bearbeitung) und 5b (nach der Bearbeitung) bei der Festlegung des Profiles
der Innenscheibe einer Riemenscheibe veranschaulicht.
Die Drehung des Polarisators, des Rasters und des Analysators
und ihre Einstellung für jede photographische Aufzeichnung können von Hand oder automatisch vorgenommen
werden. Die Drehung kann auch kontinuierlich erfolgen
und die Lichtquelle diskontinuierlich in regelmässigen
Zeitabständen, z.B. mit einem Elektronenblitz, bei Durchgang der gewünschten Neigungen oder eventuell durch
fortlaufende Änderung der Stärke entsprechend einem mechanischen Änderungsgesetz betrieben werden.
Diese Möglichkeit wird in der Folge.an einer weiteren
Ausführungsart einer erfindungsgemässen Vorrichtung, die unter Bezugnahme auf Figur 6 beschrieben ist, veranschaulicht.
Diese Figur stellt sch^matisch eine spannungsoptische Vorrichtung
dar, die wie die oben beschriebenen Ausführungen einen Polarisator 21 und einen Analysator 22 umfasst, die
im Strahlengang eines von einer Quelle 23 erzeugten Lichtbündels angeordnet sind. Da die Vorrichtung hier zur Beobachtung
von. Modellen aus durchsichtigem spannungsoptischem Material verwendet wird, ist das Modell 24, durch
das das polarisierte Lichtbündel hindurchtritt, zwischen
dem Analysator und dem Polarisator angeordnet.
Ein durch eine Linse 25 veranschaulichtes optisches System
ermöglicht es, das Bild des Modelles in der Ebene eines durchscheinenden Schirms 26, auf dem ein Raster 27
angeordnet ist, abzubilden. Dieser Raster kann ein einfacher Positiv- oder Negativraster mit orthogonalen paral-
309841/0426
lelen Strichnetzen sein. Hier wird jedoch vorzugsweise
ein weiterer analoger Raster vorgesehen, dessen Striche mit denen des ersten Rasters einen veränderlichen Winkel
bilden. Das Moire zwischen den beiden verbundenen Rastern stellt einen Raster dar, dessen Gang in Abhängigkeit
von dem von den Strichen der beiden Raster gebildeten Winkel veränderlich ist. Durch eine relative Drehung
derselben kann der Gang beliebig eingestellt werden. Dadurch ist es insbesondere möglich, den Kontakt zu verbessern.
Der Analysator 22, der Schirm 26 und der Raster 27 (oder
die Raster) sind.auf ein und demselben Gestell 28 angebracht,-das
aus einer in der optischen Achse verlaufenden Welle besteht. Eine Synchronisationsvorrichtung 29
ermöglicht es; bei Betrieb die Drehung dieser Welle mit
der des Polarisators 21, der sich ebenfalls in der optischen
Achse dreht, zu synchronisieren.
Der Schirm 26 kann aus einem einfachen Blatt aus Pauspapier bestehen. Das durch Überlagerung mit dem Raster 27
erhaltene Moire-Bild kann auf der Platte eines nicht
dargestellten Photoapparates aufgezeichnet werden. Wie bereits oben bei den anderen Ausführungen beschrieben,
ergeben sich die Netze der Isostaten oder der Linien maximaler
Schubspannung, indem nacheinander auf der glei-
309841/0426
chen Platte die Moire-Bilder aufgezeichnet werden, die
unterschiedlichen Winkelstellungen der Baugruppe Polarisator, Analysator und Raster in Bezug auf das Modell
entsprechen.
In dem jetzt beschriebenen Fall sind diese Bilder jedoch gleichzeitig direkt auf dem Schirm 26 zu sehen. Die
Lichtquelle besteht aus einer Blitzlampe oder einem Stroboskop, und die Baugruppe Analysator, Polarisator,
Raster, die bei der besonderen betrachteten Ausführung ebenfalls mit dem Schirm verbunden ist, wird in kontinuierliche
Drehung versetzt, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die ausreicht, um verschiedene Winkelstellungen
in Bezug auf das Modell in der Persistenzzeit der Bilder auf der Netzhaut des Beobachters zu beleuchten. Die Blitzzahl
ist ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Umdrehungen pro Minute dieser Baugruppe.
Beispielsweise kann eine Drehgeschwindigkeit von 410 U/min
bei einer Blitzzahl von 16.400 Blitzen pro Minute verwendet werden.
Diese Betriebsart ermöglicht es, Netze von Isostaten oder Linien maximaler Schubspannung, wie sie in den Figuren 5
und 4 dargestellt sind, direkt zu sehen.
309841/0426
In Abwandlung sind die beschriebene Anordnung und Montage des Rasters sowie die Betriebsart mit direkter Sichtbarmachung
ebenfalls auf die Beobachtung einer reellen Struktur im Auflicht (unter Reflexion) anwendbar.
Weiter kann anstelle des spannungsoptischen Materials der
Schirm stroboskopisch beleuchtet werden.
309841/0426
Claims (14)
1. } Verfahren zur Sichtbarmachung der Linien maximaler
Schubspannung oder der Isostaten durch Beobachtung der in einem spannungsoptischen Material auftretenden
akzidentiellen Doppelbrechungen in polarisiertem Licht, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinanderfolgende
Moire-Abbildungen überlagert werden, die durch gleichzeitige Beobachtung des Materials (1, 11, 24)
und eines Rasters (10, 27), dessen Striche bei den Linien maximaler Schubspannung parallel zur Polarisationsebene
des Lichtes oder bei den Isostaten in einem ¥inkel von 45° zu derselben verlaufen, bei verschiedenen
aufeinanderfolgenden Einstellungen der Polarisationsebene erzielt werden, und dass Material
und/oder Raster in Form einer in der Ebene des jeweils anderen Elementes erzeugten optischen Abbildung beobachtet
werden. :
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der beobachtete Raster dargestellt wird, indem
in der gleichen Ebene (2) mit dem beobachteten Material (1) ein reelles optisches Bild eines vom Material
entfernten gegenständlichen Rasters (10) gebildet wird.
309841/0426
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Material (1) ein spannungsoptischer
Film (3) verwendet wird, der durch Reflexion des Lichtes auf einer darunterliegenden reflektierenden
Schicht (2) beobachtet wird, und dass das reelle optische Rasterbild in der Ebene der reflektierenden
Schicht gebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass auf einem Beobachtungsschirm (5, 5', 26) aufeinanderfolgende
Bilder des Materials (1, 11, 24) erzeugt werden, die dem Raster (10, 27) überlagert
sind und den aufeinanderfolgenden Einstellungen der Polarisationsebene entsprechen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass der Raster (27) an dem Schirm· (26) angeordnet wird, auf dem das Bild des Materials (24) abgebildet
wird.
6. Verfahren nach einem.oder mehreren der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder auf dem Schirm (5, 5', 26) in einem.Rhythmus aufeinanderfolgend
erzeugt werden, der die Netzhautanalyse übersteigt.
3098A 1/0426
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine kontinuierliche
Drehung der Baugruppe aus Polarisator (6, 21), Analysator (7, 7', 22), Raster (10, 27) und eventuell
Schirm (5, 51, 26) erzeugt und periodisch das auf dem Schirm erhaltene, mit dem Raster überlagerte
Bild beobachtet wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Raster (27)
durch das Moire zwischen zwei verbundenen Rastern mit veränderlicher gegenseitiger Orientierung gebildet
wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass sie Mittel (L1, L2, L3, L^, 8, 11, 25), die einen
Strahlengang zwischen einer Lichtquelle (4, 23), einem zu beobachtenden spannungsoptischen Material
(1, 1', 24) und einem Beobachtungs- oder Registrierschirm (5, 5', 26) für die Bilder des Materials bestimmen,
einen Polarisator (6, 21) und einen Analysator (7, 7f, 22), die im Strahlengang zwischen der
Lichtquelle und dem Material bzw. zwischen dem Material und dem Registriergerät angeordnet sind, einen
Raster (10, 27), der vom Material entfernt und auf
309841/0426
dem Schirm angeordnet oder mit Mitteln verbunden ist, um ein optisches Bild in der Ebene des beobachteten
Materials oder in derjenigen seiner Abbildung auf dem Schirm zu erzeugen, sowiö synchronisierte
Mittel (28, 29) zur Drehung des Polarisators, des Analysators und des Rasters in Bezug auf die Achse
des Strahlengangs umfasst.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenständliche Raster (10) zwischen der
Quelle (4) und dem Polarisator (6) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenständliche Raster (10) auf
einem Gestell montiert ist, dessen Stellung auf der Achse des Strahlengangs einstellbar ist.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Polarisator
(6,21) und der Raster (10, 27) auf dem gleichen um die optische Achse drehbaren Gestell (28) angebracht sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
dass der Schirm (26) ebenfalls an diesem Gestell (26)
"befestigt ist.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
9. bis 13» dadurch gekennzeichnet, dass sie stroboskopische
Beleuchtungsmittel für das spannungsoptische Material (1, 11, 24) oder den Schirm (5, 51» 26)
aufweist.
309841/0426
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7210617A FR2179479B1 (de) | 1972-03-27 | 1972-03-27 | |
FR7218422A FR2189705B2 (de) | 1972-03-27 | 1972-05-24 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2314712A1 true DE2314712A1 (de) | 1973-10-11 |
DE2314712B2 DE2314712B2 (de) | 1975-01-23 |
DE2314712C3 DE2314712C3 (de) | 1975-08-28 |
Family
ID=26216999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2314712A Expired DE2314712C3 (de) | 1972-03-27 | 1973-03-24 | Verfahren zur Sichtbarmachung der Linien maximaler Schubspannung und Vorrichtung zu seiner Durchführung |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3847481A (de) |
JP (1) | JPS499286A (de) |
CA (1) | CA977577A (de) |
CH (1) | CH569267A5 (de) |
DD (1) | DD102811A5 (de) |
DE (1) | DE2314712C3 (de) |
FR (1) | FR2189705B2 (de) |
GB (1) | GB1412870A (de) |
SE (1) | SE386264B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0201861A2 (de) * | 1985-05-08 | 1986-11-20 | Firma Carl Zeiss | Verfahren und Vorrichtung zur optischen Spannungsmessung |
DE19909516A1 (de) * | 1999-03-04 | 2000-09-21 | Tuev Automotive Gmbh Unternehm | Verfahren zum Wahrnehmbarmachen von Meßdaten eines Versuchsablaufs sowie Versuchsdatenerfassungs-Auswertungssystem |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AR208284A1 (es) * | 1973-03-24 | 1976-12-20 | Bayer Ag | Resinas sinteticas que contienen grupos tioureicos susceptibles de ser aplicadas para la absorcion de compuestos metalicos y procedimiento para la produccion |
US3971934A (en) * | 1975-08-04 | 1976-07-27 | Joseph Coatta | Photoelastic load measurement alarm device |
US4109515A (en) * | 1976-05-10 | 1978-08-29 | Chrysler Corporation | Photoelastic stamping analysis |
FR2489957A1 (fr) * | 1980-09-08 | 1982-03-12 | Thomson Csf | Dispositif de mesure de caracteristiques geometriques d'un barreau en materiau refringent, notamment d'une preforme utilisee pour la fabrication de fibres optiques |
US5742392A (en) * | 1996-04-16 | 1998-04-21 | Seymour Light, Inc. | Polarized material inspection apparatus |
US6650405B2 (en) | 2000-05-31 | 2003-11-18 | Duhane Lam | Method for detecting stress and strain |
CN110056826B (zh) * | 2017-06-12 | 2020-08-04 | 中国农业大学 | 一种信息传输系统 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3034395A (en) * | 1956-11-26 | 1962-05-15 | Budd Co | Photoelastic testing and measurement of mechanical strains |
US3178934A (en) * | 1963-07-18 | 1965-04-20 | Bell Telephone Labor Inc | Methods and apparatus for photoelastic strain analysis of structural members |
US3552856A (en) * | 1968-06-12 | 1971-01-05 | Boeing Co | Technique for analyzing deformation in a test specimen |
US3477284A (en) * | 1968-06-12 | 1969-11-11 | Boeing Co | Technique for deformation analysis |
-
1972
- 1972-05-24 FR FR7218422A patent/FR2189705B2/fr not_active Expired
-
1973
- 1973-01-19 DD DD168329A patent/DD102811A5/xx unknown
- 1973-03-21 GB GB1352173A patent/GB1412870A/en not_active Expired
- 1973-03-21 CA CA166,994A patent/CA977577A/en not_active Expired
- 1973-03-24 DE DE2314712A patent/DE2314712C3/de not_active Expired
- 1973-03-26 SE SE7304207A patent/SE386264B/xx unknown
- 1973-03-26 CH CH432673A patent/CH569267A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1973-03-27 JP JP48036568A patent/JPS499286A/ja active Pending
- 1973-03-29 US US00345896A patent/US3847481A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0201861A2 (de) * | 1985-05-08 | 1986-11-20 | Firma Carl Zeiss | Verfahren und Vorrichtung zur optischen Spannungsmessung |
EP0201861A3 (en) * | 1985-05-08 | 1988-05-11 | Firma Carl Zeiss | Optical tension-measuring process and device |
DE19909516A1 (de) * | 1999-03-04 | 2000-09-21 | Tuev Automotive Gmbh Unternehm | Verfahren zum Wahrnehmbarmachen von Meßdaten eines Versuchsablaufs sowie Versuchsdatenerfassungs-Auswertungssystem |
DE19909516B4 (de) * | 1999-03-04 | 2008-04-17 | TÜV SÜD Automotive GmbH | Verfahren zum Wahrnehmbarmachen von Meßdaten eines Versuchsablaufs sowie Versuchsdatenerfassungs-Auswertungssystem |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH569267A5 (de) | 1975-11-14 |
JPS499286A (de) | 1974-01-26 |
DD102811A5 (de) | 1973-12-20 |
DE2314712B2 (de) | 1975-01-23 |
GB1412870A (en) | 1975-11-05 |
FR2189705B2 (de) | 1978-03-31 |
SE386264B (sv) | 1976-08-02 |
DE2314712C3 (de) | 1975-08-28 |
CA977577A (en) | 1975-11-11 |
US3847481A (en) | 1974-11-12 |
FR2189705A2 (de) | 1974-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69103734T2 (de) | Kollimierte Anzeigvorrichtung mit einem aussen, axialen, sphärischen Spiegel für einen Simulator. | |
EP0062083B1 (de) | Einrichtung zur Bestimmung des Polarisationszustandes eines Lichtwellenfeldes und Verwendungen der Einrichtung zu interferometrischen und holographischen Messungen | |
DE2314712A1 (de) | Spannungsoptisches verfahren und vorrichtung zu seiner durchfuehrung | |
DE4035144A1 (de) | Optisches strahlenteilersystem zur erzeugung einer mehrzahl von reellen abbildungen | |
DE1933815A1 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung der Kornea-Kruemmung | |
DE1918958C3 (de) | Kamera mit einer Einrichtung zur Anzeige des Schärfentiefenbereichs | |
DE1622500C3 (de) | Vorrichtung zur Messung optischer Wegunterschiede nach der Schlierenmethode | |
DE702024C (de) | Marke fuer optische Geraete | |
EP0261621B1 (de) | Vorrichtung zur Ermittlung der Abmessungen eines Gegenstandes auf photographischem Wege | |
DE3225343A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur pruefung von linsen | |
DE2141839B2 (de) | ||
DE1597168A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung stereoskopisch wirkender Linsenrasterbilder | |
DE2143397C3 (de) | Apparat zur Herstellung von Orthophoto-Planbildern | |
DE317148C (de) | ||
DE3906271C2 (de) | ||
DE2417899A1 (de) | Verfahren und anordnung zum anfertigen von zusammengesetzten mikrofotografien | |
DE728787C (de) | Verfahren und Vorrichtungen zur UEbertragung eines Lichtstriches fuer Tonfilmzwecke | |
DE471690C (de) | Verfahren zur Herstellung von Rasterdruckformen fuer Dreifarbendruck | |
DE3924191C2 (de) | ||
DE1808258C (de) | Projektor | |
DE380103C (de) | Vorrichtung zur gleichzeitigen photographischen Aufnahme eines im Strahlengang der Linse und eines ausserhalb desselben liegenden Gegenstandes | |
DE420478C (de) | Vorrichtung zur gleichzeitigen Herstellung der Teilbilder einer Mehrfarbenaufnahme durch Teilung der ein Objektiv durchsetzenden Strahlenbueschel mit Hilfe optischer Mittel | |
DE3940768C2 (de) | Vorrichtung zum optischen Darstellen und zum Aufbelichten von Informationen auf einen Filmabschnitt | |
DE162549C (de) | ||
DE3300568C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Festlegen und Aufnehmen von Bildausschnitten in einer Kamera |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |