CS243623B1

CS243623B1 - Method of holographic interferometry for models with large deformations and load shifts

Info

Publication number: CS243623B1
Application number: CS838206A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Broz
Original assignee: Vaclav Broz
Priority date: 1983-11-07
Filing date: 1983-11-07
Publication date: 1986-06-12
Also published as: CS820683A1

Abstract

Holografická interferometrie se používá k určení průběhu součtu hlavních napětí na rovinných modelech vyrobených z transparentních materiálů. Při navrženém způsobu se při prvé expozici v nezatíženém stavu vloží do měřicího zařízení planparalelní deska ze stejného mate-, riálu jako'model a o stejné tlouštce jako model. Její rozměry a umístění jsou voleny tak, aby přesáhla model v zatíženém stavu. Teprve pro druhou expozici v metodě dvojnásobného osvitu nebo pro pozorováni v metodě "real-time" se deska nahradí modelem.Holographic interferometry is used to determine the course of the sum of the principal stresses on planar models made of transparent materials. In the proposed method, during the first exposure in the unloaded state, a plane-parallel plate made of the same material as the model and of the same thickness as the model is inserted into the measuring device. Its dimensions and location are chosen so that it exceeds the model in the loaded state. Only for the second exposure in the double-exposure method or for observation in the "real-time" method is the plate replaced by the model.

Description

(54) Způsob holografické interferometrie pro modely s velkými deformacemi a posuny při zatěžování(54) Holographic interferometry method for models with large deformations and shifts under loading

Holografická interferometrie se používá k určení průběhu součtu hlavních napětí na rovinných modelech vyrobených z transparentních materiálů.Holographic interferometry is used to determine the sum of the principal stresses on planar models made of transparent materials.

Při navrženém způsobu se při prvé expozici v nezatíženém stavu vloží do měřicího zařízení planparalelní deska ze stejného mate-, riálu jako'model a o stejné tlouštce jako model. Její rozměry a umístění jsou voleny tak, aby přesáhla model v zatíženém stavu. Teprve pro druhou expozici v metodě dvojnásobného osvitu nebo pro pozorováni v metodě real-time se deska nahradí modelem.In the proposed method, a planar parallel plate of the same material as the model and of the same thickness as the model is inserted into the measuring device at the first unloaded exposure. Its dimensions and location are chosen so that it exceeds the model in the loaded state. Only for the second exposure in the double exposure method or for observation in the real-time method is the plate replaced by the model.

Vynález se týká způsobu holografické interferometrie s dvojnásobnou expozicí 1 způsobu real-time.The invention relates to a holographic interferometry method with double exposure 1 of the real-time method.

Holografická interferometrie se používá k určení průběhu součtu hlavních napětí při rovinné napjatostí. Princip metody spočívá v porovnání optické dráhy světla procházejícího rovinným modelem konstrukce vyrobeným z transparentního materiálu, např. plexiskla, epoxidové pryskyřice apod v nezatíženém stavu s optickou dráhou světla procházejícího modelem po zatížení. Interferencí obou světelných vln vzniká interferenční pole, tzv. systém interferenčních pruhů, odpovídající průběhu součtu hlavních napětí podle vztahu:Holographic interferometry is used to determine the course of the sum of the principal stresses at plane stresses. The principle of the method is to compare the optical path of light passing through a planar model of construction made of transparent material, such as plexiglass, epoxy resin, etc. in the unloaded state with the optical path of light passing through the model after loading. Interference of both light waves creates an interference field, called a system of interference bars, corresponding to the course of the sum of the principal voltages according to the relation:

kde:where:

^σ1 ^{+ σ}2 3^{e BOuSet} hlavních napětí, λ - vlnová délka světla, t - tlouSEka modelu, ^σ 1 ^{+ σ} 2 3 ^{e BOuSet of} principal voltages, λ - light wavelength, t - model thickness,

A, B' - optické konstanty materiálu a N - řád interferenčního pruhu.A, B '- optical constants of the material and N - order of the interference band.

Měření se realizuje dvojím způsobem:There are two ways of measuring:

V metodě dvojnásobné expozice se v zařízení pro holografickou interferometrii na jedinou holografickou desku postupně zaznamená obraz modelu v nezatíženém i zatíženém stavu, po zpracování holografické desky lze pozorovat vzniklé interferenční pruhy odpovídající změně mezi oběma zatěžovaclmi stavy.In the double exposure method, the holographic interferometry device on a single holographic plate gradually records the model image in both unloaded and loaded state, after processing the holographic plate, the resulting interference bars corresponding to the change between the two load cases can be observed.

V metodě real-time se na holografickou desku zaznamená pouze první zatěžovacl stav, kdy je model nezatížen, deska se na místě vyvolá a přes získaný hologram se v zařízení přímo pozorují interferenční pruhy, vznikající při zatěžování modelu.In the real-time method, only the first load case is recorded on the holographic plate, when the model is unloaded, the plate is retrieved on-site, and through the obtained hologram, the interference bars occurring during loading of the model are directly observed in the device.

Obě uvedené metody jsou nepoužitelné v případě, kdy při zatěžování modelu dojde k takové jeho deformaci nebo posunutí, že se obrazy nezatíženého modelu bud nepřekrývají vůbec a interferenční obraz nevznikne, nebo se překrývají takovým způsobem, že vznikající interferenční pole nedovoluje s potřebnou přesností zajistit stanoveni napjatosti modelu.Both methods are unusable when the model is deformed or displaced when the model is loaded, the images of the unloaded model either do not overlap at all and the interference picture does not appear, or overlap in such a way that the interference field does not allow to determine stress with sufficient accuracy. model.

Tuto nevýhodu stávajících způsobů lze odstranit způsobem měření podle vynálezu, při kterém se při prvé expozici v nezatíženém stavu vloží do měřicího zařízení planparalelní deska, která je ze stejného materiálu a má stejnou tloušEku jako model. Teprve pro druhou expozici nebo pro pozorování v metodě real-time se deska nahradí modelem. Planparalelní deska musí mít takové rozměry a- být v zařízení tak umístěna, aby v zorném poli přesahovala zatížený model. Pokud přesahuje i model nezatížený, lze této skutečnosti využít ke kontrole přesnosti při výměně desky a modelu.This disadvantage of the existing methods can be overcome by the method of measurement according to the invention, in which, for the first exposure in the unloaded state, a planar parallel plate, which is of the same material and the same thickness as the model, is inserted into the measuring device. Only for the second exposure or for real-time observation is the board replaced with a model. The planar parallel plate must be dimensioned and positioned so that it exceeds the loaded model in the field of view. If it exceeds the unladen model, this can be used to check the accuracy of the plate and model replacement.

K realizaci způsobu podle vynálezu je třeba, aby deska i model byly z planparalelního materiálu o stejné tloušEce a aby s výhodou byly umístěny přesně kolmo na směr světelných paprsků.In order to realize the method according to the invention, it is necessary that the plate and the model are made of planar parallel material of the same thickness and are preferably located exactly perpendicular to the direction of the light beams.

Hlavní předností způsobu holografické interferometrie podle vynálezu je rozšíření možnosti použití i na případy, kdy velké deformace a posuny modelu při zatěžování nedovolují stanovit stav napětí rovinného modelu klasickým způsobem.The main advantage of the holographic interferometry method according to the invention is the extension of the possibility of application even to cases where large deformations and displacements of the model under loading do not allow to determine the stress state of the planar model in the classical way.

Komplikace navrženého způsobu měřeni spojené s nutností planparalelnosti modelového materiálu sice omezují možnosti jeho použití, ale lze vymezit typy úloh, kdy realizace navrže3 ného způsobu je jedinou cestou vedoucí k cíli. Takovou úlohou může být stanovení úplného popisu napjatosti modelu bez volného okraje kombinací fotoelasticimetrie a holografické interferometrie,, jestliže při zatíženi dojde k deformacím nebo posunům modelu, znemožňujícím klasické měření v holografickém interferometru, a jestliže zadáni úlohy vyžaduje stanoveni všech parametrů jak fotoelasticimetrických i holografických na jediném modelu, případně i v jediném okamžiku.The complications of the proposed measurement method combined with the necessity of planarity of the model material limit the possibilities of its use, but it is possible to define the types of tasks where the implementation of the proposed method is the only way leading to the goal. Such a task may be to determine a complete description of the stress-free model of the model without a combination of photoelasticimetry and holographic interferometry, if deformation or displacement of the model becomes impossible under load to prevent classical measurement in a holographic interferometer. model, even in a single moment.

K objasnění způsobu podle vynálezu jsou připojeny výkresy, kde na obr. 1 jsou charakterizovány původní způsoby a na obr. 2 způsob podle vynálezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 illustrates the original methods and FIG. 2 the method of the invention.

Na obr. 1 je znázorněn příklad nezatíženého modelu £, jakož i jeho obraz na holografické desce 2 a současně zatížený model 3 a jeho obraz £ na holografické desce 2. Interferenční obrazec vzniká pouze ve šrafované oblasti. V obr. 2 je znázorněna planparalelní deska 1 a na holografické desce 2 vznikne její obraz od polohy zatíženého modelu £ jako jeho obraz £ na holografické desce 2. šrafováním je opět vyznačeno místo vznikajícího interferenčního pole.FIG. 1 shows an example of the unloaded model 6 as well as its image on the holographic plate 2 and the simultaneously loaded model 3 and its image 6 on the holographic plate 2. The interference pattern occurs only in the shaded area. In FIG. 2, a planar parallel plate 1 is shown, and on the holographic plate 2 its image from the position of the loaded model 6 is formed as its image 6 on the holographic plate 2. Again, by hatching, the location of the emerging interference field is indicated.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Holographic interferometry method for models with large deformations and displacements under double exposure or real-time holographic interferometry, characterized in that at the first exposure in the unloaded state the planar parallel plate of the model material is illuminated and for the second exposure or for observation in the real- time, the plate is replaced by a planar parallel model of the same material as the plate of the same thickness to be loaded, the planar parallel plate at the first exposure being of a size and location such that the size and location of the loaded model is included to produce an interference field corresponding across its entire surface, even if parts of the model or even the entire model before and after loading are out of alignment.