DE2314712B2 - Verfahren zur Sichtbarmachung der Linien maximaler Schubspannung und Vorrichtung zu seiner Durchführung - Google Patents
Verfahren zur Sichtbarmachung der Linien maximaler Schubspannung und Vorrichtung zu seiner DurchführungInfo
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Description
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Beobachtungsschirm
(5, 5', 26) zeitlich aufeinanderfolgende Bilder des Materials (1, 1', 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 zeitlichen Rhythmus aufeinanderfolgend erzeugt
werden, der die Netzhautanalyse übersteigt.
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 Schirm (5, 5', 26) erzeugt und zeitlich nacheinander 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 Moir6 zwischen zwei verbundenen Rastern mit veränderlicher gegenseitiger
Orientierung gebildet wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet
durch die Kombination folgender Merkmale:
a) einen Strahlengang von einer Lichtquelle (4, 23) durcb ein zu beobachtendes, spannungsoptisches
Material (1, 1', 24) zu einem Beobachtung«- oder Registrierschirm (5, 5',
26), in dem gegebenenfalls Linsen (L1, L.„
L3, L1,8,11,25) angeordnet sind;
b) einen Polarisator (6, 21) und einen Analysator (7, T, 22) im Strahlengang zwischen der
Lichtquelle und dem Material »,inerseits und
zwischen dem Material und dem Registriergerät andererseits;
e) einen Raster (10, 27), der vom Material entfernt auf dem Schirm angeordnet oder mit
einer Anordnung (28, 29) verbunden ist, um ein optisches Bild in der Ebene des beobachteten
Materials oder in derjenigen seiner Abbildung auf dem Schirm zu erzeugen;
d) eine synchronisierbare Anordnung (28, 29)
zur Drehung des Polarisators, des Analysators und des Rasters in bezug auf die Achse
des Strahlenganges.
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 (28) montiert ist,
dessen Stellung auf der Achse des Strahlenganges einstellbar ist.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren dcr
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 (28) befestigt ist.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
sie stroboskopische Beleuchtungsmittel für das spannungsoptische Material (1, Γ, 24) oder den
Schirm (5, 5', 26) aufweist.
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 Schubspannung im Durchlicht oder Auflicht unter Ausnutzung der Moire-Erscheinung zwischen
verschiedenen Isoklinennetzen ermöglicht werden.
Die isostatischen Linien sind Hüllkurven der Hauptspannungsrichtüngen. Das sind die Feldlinien
der Hauptspannungen. Sie bilden zwei Kurvenscharen, die überall orthogonal zueinander verlaufen.
Jede freie Kontur eines Teils, das ebenen Beanspru- in analoger Weise über der Fläche dw reellen beob-
chungen ausgesetzt wird, fällt mit emer Isostate zu- achteten Struktur angeordnet wird Ein erstes Hinder-
seranien. . . , c . . nis rührt daher, daß das Lichtbündel, das zweimal
Die Linien maximaler Schubspannung bestehen durch den Raster hindurchtreten muß, zu stark ge-
aus zwei orthogonalen Kurvenscharen, die die Isosta- 5 dämpft wird. Außerdem erzeugt das von der reflek-
ten unter 45 schneiden. tierenden Oberfläche der beobachteten Struktur ge-
Es ist bekannt, daß die spannungsoptischen Tech- bildete Bild des Rasters zusätzliche Moire-Wirkun-
eiken im wesentbcben darin bestehen, daß in polari- gen, die die Bilder stören. Schließlich ist die Anwen-
siertem ucnt die akzidenüellen Doppelbrechungen dung eines Rasters bei einer unebenen Oberfläche in
beobachtet wenden, die in einem belasteten span- io der Praxis häufig unmöglich
nungsoptischen Material entstehen. Es werden zwei Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein
Gruppen von klassischen Techniken unterschieden, Verfahren und eine Vorrichtung festzulegen, die es
je nachdem ob ein aus einem geeigneten durchsichti- ermöglichen, die vorerwähnten Nachteile zu verrneigen
Material hergestelltes Modell der wirklichen den und die direkte Sichtbarmach- ..g der Isostaten
Struktur im Durchlichtverfahren untersucht oder auf i5 oder der Linien maximaler Schubspannung besser als
die Oberfläche der wirklichen Struktur ein Film aus bei den früheren Techniken, und. selbst bei der Beobspannungsoptischem
Material aufgelegt wird und achtung der reellen Strukturen, m erreichen. Die Erdann
dieser Film, der den gleichen Belastungen wie findung soll außerdem mit Nutzen auch bei einer Vadie
Oberfläche der Struktur ausgesetzt ist, im Auf- riante anwendbar sein, bei der ein aus einem durcblichtverfahren
untersucht wird. 20 sichtigen spannungsoptischen Material hergestelltes
Durch Veränderung der Polarisationsebene des Modell in Durchlicht beobachtet wird.
Lichtes gegenüber dem beobachteten M-ierial, dem Zur Lösung dieser Aufgabe, wird nach der Erfin-
Modell oder dem spannungsoptischen Film, können dung vorgeschlagen, daß zeitlich aufeinanderfolgend
verschiedene Isoklinennetze sichtbar gemacht wer- Moire-Abbildungen überlagert werden, die durch
den, mit denen dann die Isostaten oder die Linien 25 gleichzeitige Beobachtung des Materials und eines
maximaler Schubspannung bestimmt werden können. Rasters, dessen Striche bei den Linien maximaler
Es sind bereits Verfahren bzw. Vorrichtungen he- Schubspannung parallel zur Polarisationsebene des
kannt, die es ermöglichen, bei der Untersuchung Lichtes oder bei den Isostaten in einem Winkel von
eines Modells aus durchsichtigem Material in 45° zu derselben verlaufen, bei verschiedenen zeit-
Durchlicht, das zwischen einen Polarisator und eiren 3° Hch aufeinanderfolgenden Einstellungen der Polari-
Analysator gebracht wird, direkt durch übereinan- sationsebene erzielt werden, und daß Material und/
derüegende aufeinanderfolgende Photographien eine oder Raster in Form einer in der Ebene des jeweils
Sichtbarmachung der Isostaten oder Linien maxima- anderen Elementes erzeugten optischen Abbildung
ler Scherung zu erreichen und das langwierige und beobachtet werden.
umständliche punktweise Abzeichnen von den Isokli- 35 Nach einer ersten Ausführungsart wird der beobnennetzeri
zu vermeiden. Dabei wird an dem unter- achtete Raster dargestellt, indem in der gleichen
suchten Modell ein Raster, am besten mit quadrati- Ebene mit dem beobachteten Material ein reelles opschen
Manchen, angeordnet, dessen Striche parallel tisches Bild eines vom Material entfernten gegenzu
den gekreuzten Polarisationsebenen eines Polari- ständlichen Rasters gebildet wird,
sators und eines Analysators verlaufen. Der Polarisa- 4° Bei einer Ausführungsform, die für die Beobachtor, der Flaster und der Analysator stdien eine Bau- tung reeller Strukturen anwendbar ist, wird als Mategruppe dar, die in bezug auf das untersuchte Modell rial ein spannungsoptischer Film verwendet, der drehbar ist. Es werden dann aufeinanderfolgende durch Reflexion des Lichtes auf einer darunterliegen-Photos mit der gleichen Belichtungszeit gemacht, den reflektierenden Schicht beobachtet wird, wobei nachdem jedesmal zwischen der Polarisator-Ra- 45 das reelle optische Rasterbild in der Ebene der rester-Analysator-Vorrichtung und dem Modell eine flektierenden Schicht gebildet wird.
Drehung um den gleichen Winkel ausgeführt wurde. In Abänderung kann der reelle Raster auf dem Die Überlagerung dei so erhaltenen und von den Schirm angeordnet werden, auf dem das Bild des aufeinanderfolgenden Isoklinenscharen modulierten Materials abgebildet wird.
sators und eines Analysators verlaufen. Der Polarisa- 4° Bei einer Ausführungsform, die für die Beobachtor, der Flaster und der Analysator stdien eine Bau- tung reeller Strukturen anwendbar ist, wird als Mategruppe dar, die in bezug auf das untersuchte Modell rial ein spannungsoptischer Film verwendet, der drehbar ist. Es werden dann aufeinanderfolgende durch Reflexion des Lichtes auf einer darunterliegen-Photos mit der gleichen Belichtungszeit gemacht, den reflektierenden Schicht beobachtet wird, wobei nachdem jedesmal zwischen der Polarisator-Ra- 45 das reelle optische Rasterbild in der Ebene der rester-Analysator-Vorrichtung und dem Modell eine flektierenden Schicht gebildet wird.
Drehung um den gleichen Winkel ausgeführt wurde. In Abänderung kann der reelle Raster auf dem Die Überlagerung dei so erhaltenen und von den Schirm angeordnet werden, auf dem das Bild des aufeinanderfolgenden Isoklinenscharen modulierten Materials abgebildet wird.
Rasterbilder führt zu Moire-Erscheinungen, die zwei 50 Bei einer bevorzugten Anwendungsart, die die
Scharen von zwei orthogonalen Kurven veranschauli- auswertung der Ergebnisse erleichtert, indem eine
chen, die genau den Linien maximaler Schubspan- sofortige visuelle Beobachtung ermöglicht wird, wird
nung entsprechen. Das gleiche Verfahren ermöglicht eine kontinuierliche Drehung der Baugruppe aus Podie
direkte Sichtbamw -hung der Isostaten, wenn die larisator, Analysator, Raster und gegebenenfalls
Striche des Rasters in einem Winkel von 45° zu den 55 Schirm erzeugt und periodisch das auf dem Schirm
Polarisationsebenen des Polarisators und Analysa- erhaltene, iru dem Raster überlagerte Bild bccbachtors
angeordnet sind. tet· Als Lichtquelle wird beispielsweise eine Blitz-Trotz
Seiner Vorteile blieb die praktische Ausnut- lampe verwendet. Die Drehgeschwindigkeit und die
King diätes Verfahrens durch die schwierige Einstel- Periodizität oder die Häufigkeit der Blitze können so
lung der Vorrichtung und die komplizierten Verfah- 60 gewählt werden, daß der Folgerhythmus der beobrensbediiigungen
beschränkt. Außerdem konnte diese achteten Bilder gegenüber der Netzhautträgheit
Technik bis heute nicht auf die Untersuchung wirkli- schnell genug ist, damit ein Beobachter die aufeinancher
Strukturen, dh mit einem Film oder einem derfolgenden Bilder, die den verschiedenen Stellunüberzug
aus spannuttgsoptischem Material versehen gen der Polarisationsebene und des Rasters gegensind,
bei Reflexion des polarisierten Lichtbündels auf 65 über dem untersuchten Material entsprechen, glcichdieser
Struktur angezündet werden. In diesem Falle zeitig wahrnimmt.
ist es unmöglich, die Linien maximaler Schubspan- Dies erreicht man insbesondere dann, wenn die
mine oder die Isostaten zu erhalten, wenn der Raster Drehgeschwindigkeit über 360 U/min liegt, wobei die
Häufigkeit der Blitze ein ganzzahliges Vielfaches die- Die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung wird zur Beob-
ser Zahl in der Größenordnung von 40 ist. achtung einer Struktur 1 verwendet, auf die eine re-
Nach dem erfindungsgemHßen Verfahren sind die flektierende Schicht % und dann ein spannungsopti-
Isostatennetze oder die Linien maximaler Schub- scher Lack, der einen durchsichtigen Film 3 bildet,
spannung (entsprechend der Einstellung des Rasters 5 aufgebracht wurden. Die Vorrichtung umfaßt auf
zur Polarisationsebene), die sich aus den Moire-Er- derselben Seite wie diese Struktur eine Lichtquelle4
scheinungen zwischen den dem Raster überlagerten, und eine photographische Platte 5, auf die das unter
aufeinanderfolgenden Bildern ergeben, direkt auf einem kleinen Einfallswinkel von der Struktur 1 oder
einem durchscheinenden Schirm sichtbar, ohne daß genauer von der reflektierenden Schicht reflektierte
es erforderlich wäre, photographische Aufzeichnun- io Bild der Quelle fällt. In dem zwischen der Quelle 4,
gen zu machen. Außerdem kann das Material fort- der Struktur 1 und der Photoplatte S durch die Luv
laufend verschoben und so die gesamte Oberfläche sen L1, L4, L, und L1 bestimmten Strahlengang sind
eines Teiles in einer sehr kurzen Zeit untersucht wer- zwei Polarisatoren angebracht, deren Polarisations-
den. ebenen gekreuzt sind und die den eigentlichen PoIa-
Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen 15 risator 6 zwischen der Quelle 4 und der beobachteten
Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung zeichnet Struktur 1 und den Analysator? zwischen dieser
sich durch die Kombination folgender Merkmale Struktur 1 und der Photoplatte 5 darstellen,
aus: Die Quelle 4 befindet sich im Brennpunkt der
Linse L4, so daß die Struktur 1 von einem parallelen
a) einen Strahlengang von einer Lichtquelle durch ao Lichtbündel beleuchtet wird. Die Linsen Lt und Ls
ein zu beobachtendes spannungsoptisches Mate- bündeln das Licht auf den Polarisator 6 und Linse L1
rial zu einem Beobachtungs- oder Registrier- bündelt das reflektierte Licht auf den Analysator?
schirm, in dem gegebenenfalls Linsen angeord- vor dem Objektive des Photoapparates mit der
net sind; Platte 5.
b) einen Polarisator und einen Analysator im Λ5 Senkrecht zur optischen Achse ist im Strahlengang
Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem vor der Sammellinse L, ein Raster 10 angeordnet.
Material einerseits und zwischen dem Material Dieser Raster ist auf einem Gestell angebracht, des-
und dem Registriergerät andererseits; sen stellung in der optischen Achse so gewählt wer-
c) einen Raster, der vom Material entfernt und auf den kann, daß er sich in einem konjugierten Punkt
dem Schirm angeordnet oder mit Mitteln ver- 3o der reflektierenden Schicht 2 gegenüber dem optibunden
ist, um ein optisches Bild in der Ebene scnen System der Linsen L2 und L, befindet.
des beobachtenten Materials oder in derjenigen Tm übrigen wird der Raster so ausgebildet, daß
seiner Abbildungen auf dem Schirm zu erzeu- sejne Stiche parallel und senkrecht zur Polarisationsgen; ebene des Lichtes hinter dem Polarisator oder in
d) eine synchronisierbare Anordnung zur Drehung 35 einem Winkel von 45° zu dieser Ebene verlaufen, je
des Polarisators, des Analysators und des Ra- nachdem, ob die Linien maximaler Schubspannung
sters in bezug auf die Achse des Strahlenganges. oder die Isostaten der beobachteten Struktur erzielt
werden sollen.
Es ist vorteilhaft, wenn bei einer derartigen Vor- Schließlich ist es möglich, die Polarisationsebene
richtung der Raster an einem Schirm angebracht 40 des Lichtes in bezug auf die Struktur 1, die als festwird,
auf dem das Bild des Materials erzeugt wird, stehend angenommen wird, zu drehen, indem Polari-
und wenn der Analysator auf der anderen Seite des satorö, Analysator? und Raste/ 10 synchron um die
Schirms angeordnet wird. Raster, Analysator und optische Achse gedreht werden. eventuell Schirm werden vorzugsweise auf ein und Die Vorrichtung nach F i g. 1 a unterscheidet sich
demselben, auf der optischen Achse drehbaren Ge- 45 von derjenigen gemäß F i g. 1 nur durch die Tatsache,
stell montie.i und synchron zum Polarisator in Dreh- daß sich die beiden Bündel des Pc'arisators6 und
richtung versetzt. des Analysators 7' zueinander in der Verlängerung
Wehere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der befinden, wobei das untersuchte Modell 1' aus einer
Erfindung werden an Hand einiget Ausfühnmgsbei- durchsichtigen spannungsoptischen Harzplatte herspiele
und an Hand der Zeichnung erläutert Es zeigt 50 ausgeschnitten ist und weder eine reflektierende
F i g. 1 scheraatisch eine erste Ausführungsart Schicht 2 noch einen spannungsoptischen Lackfilm 3
einer Vorrichtung zur Beobachtung reeller Struktu- hat. Die Vorrichtung nach Fig. 1 a funktioniert im
ren mit dem Auflichtverfahren in polarisiertem übrigen genau wie die der Fig. 1.
Licht, Bei der Variante von Fig.2 ermöglicht es ein
Fi g. 1 a schematisch eine Variante der Vorrich- 55 Spiegel U, den Strahlengang ein erstes Mal vor dem
rang nach Fig.1 zur Beobachtung eines Modells Polarisator umzulenken, so daß sich die Abmessundurch
Transmission des polarisierten Lichtbündels, gen der Vorrichtung verringern.
F i g. 2 eine andere Ausfuhrungsvariante der Vor- Beim Einsatz der for die Sichtbarmachung der Ii-
richtungvonFig. 1, nien maximaler Schubspannung oder Isostaten be-
F i g. 3 schematisch eine Karte der Linien maxima- 60 schriebenen Vorrichtung wird die Ausrichtung des
ler Schnbpg, die durch das Sichtbarmachung?- Rasters so geregelt, daß seine Striche je nachdem
verfahren erzielt wurde, parallel oder senkrecht zu den gen Polarisa-
F i g. 4 ebenfalls eine Isostatenkarte. tionsebenen des Polarisators und Analysators verlau-
F i g. 5 a und S b veranschaulichen die Anwendung fen. Dams wird seine Einstellung auf der optischen
des Verfahrens für die Konstruktion eines Maschi- 65 Achse so gewählt, daß sich ein reelles Bild des Ranenteilprofils
und sters auf der reflektierenden Schicht 2 der Struktur 1
Fig.6 zeigt schematisch eine weitere Ausfüh- ergibt, indem dieses reelle Bild mit dem gegenüber
rungsart der Vorrichtung. der reflektierenden Schicht virtuellen BiM zur Dek-
kung gebracht wird. Schließlich wird der Photoapparat auf diese reflektierende Schicht eingestellt.
Auf einer einzigen Platte werden bei gleichen Belichtungszeiten mehrere aufeinanderfolgende photographische
Aufnahmen gemacht, wobei die Baugruppe Polarisator, Raster, Analysator jedesmal um
einen gieichen Winkel von 90°//i gedreht wird.
Wenn η die Anzahl der photographierten 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 O. Ordnung alle Isochromen verschwinden. Durch
Übereinanderlegen der durch die Kombination dieser Abbildungen erhaltenen aufeinanderfolgenden Moires
ist, wie in F i g. 3 veranschaulicht, eine direkte Sichtbarmachung von Linien maximaler Spannung möglich.
Wenn in der gleichen Weise 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 F i g. 4 dargestellt, die Isostaten.
Kartenzeichnungen, wie sie sehr schematisch in den F i g. 3 und 4 dargestellt sind, ergeben sich bei
Beobachtung eines belasteten Trägerstückes, insbesondere unter folgenden Bedingungen:
Film: Planfilm Entwickler 1 1It min;
Fixiermittel 4 min
Belichtung: 14 s je Neigung um Winkel von 9°,
Belichtung: 14 s je Neigung um Winkel von 9°,
d.h. 10 Stellungen
Raster: grauer, positiver Kontaktraster,
Raster: grauer, positiver Kontaktraster,
1OO Linien pro 2LoIl
Lampe: Quecksilberspektrallampe, 250 W,
Lampe: Quecksilberspektrallampe, 250 W,
mit Interferenzfilter von 4561 A
Brennweiten: alle gleich, 80 cm
Feld: 150 mm Durchmesser
Brennweiten: alle gleich, 80 cm
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 F i g. 5 a
(vor der Bearbeitung) und 5 b (nach der Bearbeitung) bei der Festlegung des Profils der Innenscheibe
einer Riemenscheibe veranschaulicht.
Die Drehung des Polarisators, des Rasters und des Analysators und ihre Einstellung für jede photopraphische
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 Vorrichtung, die unter
Bezugnahme auf F i g. 6 beschrieben ist, veranschaulicht.
Diese Figur stellt schematisch 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, zwisehen dem Analysator und dem Polarisator angeordnet.
Ein durch eine Linse 25 veranschaulichtes optisches System ermöglicht es, das Bild des Modells in
der Ebene eines durchscheinenden Schirms 26, auf
ίο dem ein Raster 27 angeordnet ist, abzubilden. Dieser
Raster kann ein einfacher Positiv- oder Negativraster mit orthogonalen parallelen 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 Dre-
ao hung derselben kann der Gang beliebig eingestellt werden. Dadurch ist es 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 gleichen PIaUe die
Moire-Bilder aufgezeichnet werden, die unterschiedliehen 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 16400 Blitzen pro
Minute verwendet werden.
Diese Betriebsart ermöglicht es, Netze von Isostaten oder Linien maximaler Schubspannung, wie sie
in den F i g. 3 und 4 dargestellt sind, direkt zu sehen.
In Abwandlung sind die beschriebene Anordnung
und Montage des Rasters sowie die Betriebsart mit direkter Sichtbarmachung ebenfalls auf die Beobachtang
einer reellen Struktur im Auflicht (unter Reflexion) anwendbar.
Weiter kann an Stelle des spannungsoptischen Materials der Schirm stroboskopisch beleuchtet werden
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Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
- Patentansprüche;; 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 zeitlich aufeinanderfolgend Moire-Abbildungen überlagert werden, die durch gleichzeitige Beobachtung des Materials (1, 1', 24) und eines Rasters (10, 27), 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 zeitlich aufeinanderfolgenden Einstellungen der Polarisationsebene erzielt werden, und daß Material ünd/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.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Material (1) ein spannungsoptischer Film (3) verwendet wird, der durch Reflexion de.* Lichts auf einer darunterliegenden reflektierenden S thicht (2) beobachtet wird, und daß das reelle optische Rasterbild in der Ebene der reflektierenden Schicht gebildet wird.
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