JPH07243923A - 光弾性実験における等色線縞次数の判定方法 - Google Patents

光弾性実験における等色線縞次数の判定方法

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JPH07243923A
JPH07243923A JP3623594A JP3623594A JPH07243923A JP H07243923 A JPH07243923 A JP H07243923A JP 3623594 A JP3623594 A JP 3623594A JP 3623594 A JP3623594 A JP 3623594A JP H07243923 A JPH07243923 A JP H07243923A
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JP3623594A
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Shinichi Abe
信一 安部
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光弾性実験において縞模様の0次の縞次数が出
ていない場合や、弾性体試験片が複雑な形状であっても
等色線の縞次数を容易に判定できる光弾性実験における
等色線縞次数の判定方法を提供する。 【構成】偏光板と検光板との間に荷重をかけた弾性体試
験片を置いた偏光系の前記偏光板に白色光を入射させ、
偏光系を通過して得られた色縞模様を光の三原色の青,
緑,赤で抽出して青,緑,赤の各明るさ、すなわち輝度
を振幅100のサインカーブで表わし、青1の輝度が最
小になる位置、例えば位置Qの緑2,赤3の輝度のそれ
ぞれの最大輝度に対する比率が縞次数の関数であること
に着目して、緑2,赤3の輝度から縞次数を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光弾性実験における等
色線の縞模様の縞次数を判定する等色線縞次数の判定方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】透明で均一な組織を持つ弾性体試験片に
荷重を加えて応力を発生させると、光学的には一時的に
結晶体にみられるような複屈折性を生じる。そして、荷
重を取除くと再びもとの均一な組織を持つ弾性体試験片
に戻る。この一時複屈折現象を光弾性効果といい、この
効果を利用して物体の応力分布や主応力方向を解析する
のが光弾性解析であり、この解析を行なうに当り、行な
われるのが光弾性実験である。
【0003】光弾性実験は、偏光板と検光板との間に荷
重をかけた透明な均一な組織を持つ弾性体試験片を置
き、偏光板に単色光を入射することにより行なわれる。
ここで、偏光板を通過した単色光は一方向に振動する偏
光となり、この偏光を前記弾性体試験片に入射させると
複屈折現象により主応力の方向に二分される。この二分
された偏光の速度は各主応力の大きさに比例して変化す
るので、弾性体試験片の厚さを通過した後では、二分さ
れた偏光の間で位相差δが生じる。そして、弾性体試験
片を通過した偏光を検光板に入射すると、二つに分れた
偏光はベクトル的に合成され、偏光の山と山とが重なっ
た部分は明るく、山と谷が一致した部分は暗くなり、明
暗が生じる。
【0004】なお、上記は弾性体試験片の一点を通過し
た偏光について説明したが、弾性体試験片全体について
は縞模様となる。ここで、発生する縞の数Nは前記位相
差δに比例し、δは下記の式で表わされる。 N∝δ=(2π/λ)Ct(σ1 −σ2 ) ・・・(1) ここで λ: 光の波長 C: 材料の光弾性定数 t: 弾性体試験片の厚さ (σ1 −σ2 ): 主応力差 したがって、(1)式から縞の数、すなわち縞次数Nを
求めることにより主応力差が求まり、弾性体試験片の辺
部のように一方の主応力が零の位置では、直接応力に換
算できることが理解される。
【0005】上記のようにして主応力差に応じて発生す
る縞を等色線という。したがって、等色線の縞次数を求
めることは弾性体試験片の応力レベルを決める重要なデ
ータとなる。ところで、従来等色線の縞次数を判定する
ときには、縞のコントラスト、すなわち明暗をなるべく
鮮明にし、弾性体試験片にかける荷重を変化させても移
動しない縞を探してこれを0次の縞としている。そし
て、この0次の縞から縞のコントラストによって次数を
数えて縞次数を判定している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の縞次数の判定方
法では、縞次数の0次の縞が出ていない場合や、弾性体
試験片が複雑な形状で縞次数が増加方向なのか、減少方
向なのか判らず、このため縞次数が決められない場合や
誤った縞次数の判定をするという問題がある。本発明の
目的は、光弾性実験において等色線における縞次数を容
易に判定できる等色線縞次数の判定方法を提供すること
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば偏光板と、検光板と、偏光板と検光
板との間に置かれ、荷重をかけた透明な弾性体試験片と
からなる偏光系の前記偏光板に光を入射させて、偏光系
を通過させて得られる等色線の縞模様により弾性体試験
片の応力分布を測定する光弾性実験における前記縞模様
の縞次数を判定する方法において、偏光板に白色光を入
射し、偏光系を通過して得られる等色線の色縞模様を光
の三原色の青,緑,赤ごとにその明るさを抽出し、三原
色の明るさがともに暗くなる位置を0次の縞次数とし、
さらに青の明るさが暗くなる位置を整数次の縞次数と
し、青の明るさが暗くなる位置での緑と赤との明るさの
それぞれの最大明るさに対する比率を求め、この比率に
基づいて前記整数次の縞次数の次数を判定するものとす
る。
【0008】また、等色線の色縞模様から抽出した光の
三原色の明るさの各極大値,極小値を求め、これらの極
大値と極小値とをそれぞれ所定の大きさの振幅を有する
サインカーブの最大値と最小値として前記抽出した三原
色の明るさを完全なサインカーブに変換し、このサイン
カーブに基づいて青,緑,赤の明るさがともに暗くなる
位置を0次数とし、さらに青の明るさが暗くなる位置を
整数次の縞次数とし、この位置での緑と赤との明るさの
それぞれの最大明るさに対する比率を求め、この比率に
基づいて整数次の縞次数の次数を判定するものとする。
【0009】
【作用】偏光板と、検光板と、これらの間に置かれる荷
重をかけた透明な均一組織の弾性体試験片とからなる光
弾性実験を行なう偏光系において、偏光板に白色光を入
射すると、偏光系を通過して得られた縞模様は白色光を
合成する波長の異なる色からなる等色線の色縞模様とな
る。この色縞模様において、縞次数の0次数の位置は黒
色の暗い縞(光の三原色である青,緑,赤のすべての明
るさが暗くなっている)として観察され、縞次数の増加
とともに黄,赤,青,緑,黄,赤・・・と順次変化する
色縞が表われる。
【0010】ここで、白色光は光の三原色である青(波
長λ=450nm),緑(λ=540nm),赤(λ=
620nm)が混合されたものであるので、前記色縞模
様を光の三原色に抽出して色ごとの明るさを示すと、各
色の色縞における明るさは極大値,極小値を有する三角
関数に準じる波形を有するとともに、青,緑,赤の順で
波長が長くなるため、前記各色の波形は少しずつずれて
くる。そこで、青の明るさが縞次数の0次の次に暗くな
る位置を1次の縞,2番目に暗くなる位置を2次の縞・
・・とすると、その位置での緑と赤との明るさのそれぞ
れの最大明るさ、すなわち極大値に対する比率は次数ご
とに異なり、縞次数をNとすればNの関数で表わされ
る。
【0011】したがって、青の明るさの極小値の位置を
求め、その点での緑と赤の明るさを抽出し、この位置で
の緑と赤との前記比率を求めることにより、この比率と
Nとの関数関係から青の明るさが暗くなる位置の整数次
の縞次数の次数を判定し、この縞次数が、例えば1次に
相当するか、2次に相当するかを判定することができ
る。
【0012】このようにして、青色の明るさが暗くなる
位置の整数次の縞次数の次数を決定することができる。
また、白色光を偏光系に入射して得られる等色線の色縞
模様を光の三原色である青,緑,赤の明るさに抽出した
とき、前述のように色縞において青,緑,赤の明るさは
それぞれの極大値,極小値を有する三角関数に準じる波
形を形成する。なお、この波形は青(波長λ=450n
m),緑(λ=540nm),赤(λ=620nm)の
波長の違いによりずれている。この場合、この三原色の
明るさの波形ごとの極大値,極小値を所定の大きさの振
幅Aを有するサインカーブの最大値,最小値とする完全
なサインカーブに変換する。
【0013】ここで、青,緑,赤がともに暗くなる位置
は0次の縞次数であり、この0次の位置と異なる青の暗
くなる位置である縞次数のN次の位置での緑,赤の明る
さのそれぞれの明るさの最大値、すなわち振幅Aに対す
る比率をそれぞれα,βとすれば、この比率α,βは縞
次数Nの関数であり、今青の暗くなる位置での比率α,
βを有する緑の明るさをIG ,赤の明るさをIR とすれ
ば、IG ,IR は下記の式で表わされる。
【0014】 したがって、上式より整数次の縞次数の次数Nが判定さ
れる。
【0015】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例について
説明する。図1は本発明による光弾性実験において、偏
光系の透明な均一組織の弾性体試験片に荷重をかけて応
力を発生させた状態にして、偏光板に白色光を入射させ
て偏光系の検光板を通過して得られた色縞模様をCCD
カメラにより光の三原色、青,緑,赤に抽出したときの
弾性体試験片の各位置における青,緑,赤の明るさ、す
なわち輝度を示す図である。図1において1は青,2は
緑,3は赤の輝度を示す波形であり、青,緑,赤はそれ
ぞれ輝度が異なる。これは光源の色出力にバラツキがあ
るためである。また、各青,緑,赤の輝度はぎざぎざし
た波形で、きれいなサインカーブになっていないが、こ
れはスライスした試験片の表面仕上が悪いためである。
【0016】そこで、青,緑,赤ごとの輝度の移動加算
平均を行ない、図2に示すような滑らかな波形に修正す
る。そして、この修正した波形において青1,緑2,赤
3の極大値と極小値とを求め、小区間ごとに完全なサイ
ンカーブに変換して所定の振幅Aを100にした青1,
緑2,赤3の完全なサインカーブに変換する。図3(a)
はこの変換したサインカーブを示す。
【0017】図3(a)において青1,緑2,赤3がとも
にその輝度が最小、すなわち−100のときの位置Pは
縞次数の0次となる。そして青1の輝度の最小値、すな
わち−100の位置を位置Pから左側をQ,R,Sと
し、右側をT,VとすればQ,R,S,T,Vは整数次
の縞次数が存在する位置を示している。ここで、Q,
R,S,T,Vの各位置での緑2,赤3の輝度をそれぞ
れIG ,IR とすれば、IG , IR は前述の(2),
(3)式により下記の式で表わされ、これらの式から位
置Q,R,S,T,Vの縞次数Nが決められる。
【0018】 したがって、図3(a) いて位置Q,R,S,T,Vの各
位置での緑2,赤3の輝度、例えば位置Qでの緑2と赤
3との輝度をそれぞれE,Fとすれば、E,Fの値を
(4),(5)にそれぞれ代入すれば、(4),(5)
の式からNが求められる。このようにして求められたN
に基づいて着目する位置での縞次数の整数次の次数が判
定され、これを縞次数とする。
【0019】このようにすることにより、位置Q,R,
S,T,Vの整数次の縞次数の次数は判定される。した
がって、弾性体試験片が複雑な形状で縞次数が増減して
も正しい縞次数を判定することができる。ところで、青
1のサインカーブは整数次の縞次数間の縞次数に対応す
るので、この青1のサインカーブに基づいて整数次の縞
次数間の小数点以下の縞次数が決められる。
【0020】図3(b)は上記のようにして求められた弾
性体試験片の縞次数の分布図である。
【0021】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば偏光板と検光板との間に荷重をかけた透明な弾
性体試験片を置いた偏光系の前記偏光板に白色光を入射
させ、偏光系から得られる光弾性の色縞模様を光の三原
色で抽出して、青の明るさが暗くなる位置での緑,赤の
明るさの最大明るさに対する比率により縞次数を判定す
るので、0次の縞次数が出ていなくても縞次数を正確に
判定できる。
【0022】また、弾性体試験片が複雑な形状で縞次数
が連続して増減を繰り返すような場合でも、前述の緑,
赤の比率により縞次数を判定するので、どこから縞次数
が増加し、どこから減少するかという縞次数の増減を正
確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】偏光系の偏光板に白色光を入射して得られた光
弾性の色縞模様を光の三原色で抽出した青,緑,赤の輝
度と弾性体試験片の位置との関係を示す図
【図2】図1の青,緑,赤の輝度曲線を平均化処理を施
した青,緑,赤の輝度と弾性体試験片の位置との関係を
示す図
【図3】図3(a)は図2の青,緑,赤の輝度曲線をサイ
ンカーブに変換した図、図3(b)は図3(a)の青,緑,赤
のサインカーブの輝度曲線から判定した縞次数を示す図
【符号の説明】
1 青 2 緑 3 赤

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】偏光板と、検光板と、偏光板と検光板との
    間に置かれ、荷重をかけた透明な弾性体試験片とからな
    る偏光系の前記偏光板に光を入射させて、偏光系を通過
    させて得られる等色線の縞模様により弾性体試験片の応
    力分布を測定する光弾性実験における前記縞模様の縞次
    数を判定する方法において、偏光板に白色光を入射し、
    偏光系を通過して得られた等色線の色縞模様を光の三原
    色の青,緑,赤ごとにその明るさを抽出し、三原色の明
    るさがともに暗くなる位置を0次の縞次数とし、さらに
    青の明るさが暗くなる位置を整数次の縞次数とし、この
    位置での緑と赤との明るさのそれぞれの最大明るさに対
    する比率を求め、この比率に基づいて前記整数次の縞次
    数の次数を判定することを特徴とする光弾性実験におけ
    る等色線縞次数の判定方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載のものにおいて、等色線の色
    縞模様から抽出した光の三原色の明るさの各極大値,極
    小値を求め、これらの極大値と極小値とをそれぞれ所定
    の大きさの振幅を有するサインカーブの最大値と最小値
    として前記抽出した三原色の明るさを完全なサインカー
    ブに変換し、このサインカーブに基づいて青,緑,赤の
    明るさがともに暗くなる位置を0次の縞次数とし、さら
    に青の明るさが暗くなる位置を整数次の縞次数とし、こ
    の位置での緑と赤との明るさのそれぞれの最大明るさに
    対する比率を求め、この比率に基づいて前記整数次の縞
    次数の次数を判定することを特徴とする光弾性実験にお
    ける等色線縞次数の判定方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005285085A (ja) * 2003-07-25 2005-10-13 Tama Tlo Kk データ解析方法、データ解析装置およびデータ解析プログラム
WO2011152123A1 (ja) * 2010-06-03 2011-12-08 ヤマハ発動機株式会社 残留応力測定装置および残留応力測定方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005285085A (ja) * 2003-07-25 2005-10-13 Tama Tlo Kk データ解析方法、データ解析装置およびデータ解析プログラム
JP4595083B2 (ja) * 2003-07-25 2010-12-08 タマティーエルオー株式会社 データ解析方法、データ解析装置およびデータ解析プログラム
WO2011152123A1 (ja) * 2010-06-03 2011-12-08 ヤマハ発動機株式会社 残留応力測定装置および残留応力測定方法
JP2011252839A (ja) * 2010-06-03 2011-12-15 Yamaha Motor Co Ltd 残留応力測定装置および残留応力測定方法

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