應力凍結效應

技術原理

應力凍結法，stress-freezing method of photoelasticity，光彈性法的一種，此法是將光彈性模型加熱到凍結溫度時，施載入荷，再緩慢冷卻至室溫後卸載。模型承受載荷時產生的雙折射效應將保存下來，即使將模型切成薄片，其雙折射效應也不會消失，這種特性稱為應力凍結效應。此法是利用這種效應進行三維光彈性應力分析。

注意事項

編輯

用偏振光照射凍結切片時，只有垂直於偏振光入射方向的平面中才有雙折射效應。沿著偏振光照射方向的平面中，雖然也有應力存在，但並不顯示出雙折射效應。切片平面中的干涉條紋和垂直於偏振光入射方向的平面內最大和最小的正應力之差成正比。

這最大和最小的正應力往往不是主應力，但它們的性質和二維應力分析中的主應力類似，故稱為次主應力。對於切片中的同一測點，選用不同入射方向的偏振光，可得到不同的次主應力，其大小和偏振光的入射方向有關，這是它和主應力的根本差別。

沿著切片厚度，應力的大小和方向都連續變化。因此，由干涉條紋得到的應力是沿切片厚度的平均值。但是，當切片厚度遠小於模型尺寸時，沿切片厚度的應力平均值可以準確地反映該點的應力狀態。

光彈性應力凍結法

屬於光彈性法的一種，用於研究三維應力問題。利用模型切片保存下來的雙折射效應進行三維光彈性應力分析。

理論基礎

將光彈性模型加熱到凍結溫度時，施載入荷，再緩慢冷卻至室溫後卸載。模型承受載荷時產生的雙折射效應將保存下來，即使將模型切成薄片，其雙折射效應也不會消失，這種特性稱為應力凍結效應。光彈性應力凍結法即是利用這種效應進行三維光彈性應力分析。[1]

應力的大小與方向

用偏振光照射凍結切片時，只有垂直於偏振光入射方向的平面中才有雙折射效應。沿著偏振光照射方向的平面中，雖然也有應力存在，但並不顯示出雙折射效應。切片平面中的干涉條紋和垂直於偏振光八射方向的平面內最大和最小的正應力之差成正比。這最大和最小的正應力往往不是主應力，但它們的性質和二維應力分析中的主應力類似，故稱為次主應力。對於切片中的同一測點，選用不同入射方向的偏振光，可得到不同的次主應力，其大小和偏振光的入射方向有關，這是它和主應力的根本差別。沿著切片厚度，應力的大小和方向都連續變化。因此，由干涉條紋得到的應力是沿切片厚度的平均值。但是，當切片厚度遠小於模型尺寸時，沿切片厚度的應力平均值可以準確地反映該點的應力狀態。

實際套用

採用三維光彈性應力凍結法時，通常將凍結模型切成薄片或小條，套用正射和斜射的方法測取等差線條紋和等傾線，再用剪應力差法計算其正應力。