離面雲紋法

實驗應力分析方法，屬雲紋法的一種，用於測量試件表面的試件平面外的位移分量。

基本介紹

• 中文名：離面雲紋法
• 外文名：out-of-planemoire method

基本原理

把柵片牢固地貼上在試件（模型或構件）表面，當試件受力而變形時，柵片也隨之變形。將不變形的柵板疊加在柵片上，柵板和柵片上的柵線便因幾何干涉而產生條紋（圖1），即雲紋（又稱疊柵條紋）。雲紋法就是測定這類雲紋並對其進行分析，從而確定試件的位移場或應變場。

圖1 四孔圓盤徑向受壓的雲紋圖

基本方法

用面內雲紋法測量試件變形，需要兩塊柵：一塊是將柵線印製在試件的表面，隨試件一起變形的試件柵；另一塊是不隨試件變形的參考柵（或稱分析柵）。將這兩塊柵互相接觸重疊，就會因干涉而形成雲紋。如進行非接觸式測試，須通過透鏡。使一塊柵成像於另一塊柵的平面上，形成乾渉條紋。

特點

無須在試件表面複製柵線，因而使實驗程式大為簡化。

分類

離面雲紋法主要有兩種：影子云紋法和反射雲紋法

A. 影子云紋法

將平行光斜射於參考柵，使參考柵的柵線和它在試件表面的柵線的影子（相當於試件柵）相互干涉，得到等高線雲紋圖的方法（圖2）。此法可測定物體表面的等高線，以及板、殼變形後的撓度分布等。顯然，它比用機械儀表逐點測量的方法簡便得多。當用於測定均勻受壓薄膜的等高線（圖3）時，根據薄膜比擬原理（見比擬法）就可確定軸受扭時的剪應力分布。

圖2 柵線影子云紋示意圖

圖3 影子云紋法測均勻受壓薄膜等高線

B. 反射雲紋法

裝置如圖4所示。右邊微曲柱面上有平行柵線，可通過圖左邊平板右側的拋光表面將物光反射。在平板變形前後，分別拍攝由拋光面所反射的兩張柵線的象（負片），作為參考柵和試件柵。將它們重疊起來，就會形成雲紋圖，其條紋即表示平板彎曲後的等斜率線。沿不同方向求其導數後，可得出曲率和扭率，並可算出平板的彎矩和扭矩分布。

圖4 反射雲紋法裝置簡圖

發展趨勢

雲紋法的主要發展趨向是：運用不同的光學手段和信息處理技術，提高應變測量的靈敏度和準確度；實現位移數據的採集和處理，以及算出應變值等過程的自動化和計算機化。在測量中，趨向於綜合運用雲紋法和其他實驗應力分析方法，以便兼取各法的優點，例如雲紋法和光彈性貼片法的結合，和散斑法的結合等。此外雲紋法和全息照相的結合，則已發展成一種新的實驗應力分析方法——全息雲紋法。