Fotoelastisite: Revizyonlar arasındaki fark
| [kontrol edilmiş revizyon] | [kontrol edilmiş revizyon] |
İçerik silindi İçerik eklendi
Değişiklik özeti yok |
k düzen. file→dosya |
||
1. satır:
[[
{{DISPLAYTITLE:Fotoelastisite}}
'''Fotoelastisite''' madde üzerindeki gerilim dağılımlarını tespit etmek için deneysel bir metottur. Metot çoğunlukla metotların çok karmaşıklaşıp kullanılması zorlaştığında tercih edilmektedir. Diğer analitik gerilim tespit metotlarına nazaran, fotoelastisite materyal içerisinde aniden oluşan süreksizlik etrafında bile tam olarak doğru gerilim dağılımını göstermektedir. Maddelerin kritik gerilim noktalarının tespitinde ve düzensiz geometrik düzlemlerde stres konsantrasyonu tespitinde önemli bir rol almaktadır.
== Tarihçe ==
Fotoelastisite olayı ilk olarak İskoçyalı fizikçi [[David Brewster]]<ref>D. Brewster,
Fotoelastisite olayı ilk olarak İskoçyalı fizikçi [[David Brewster]]<ref>D. Brewster,[[Kategori:Mekanik]][[Kategori:Makine mühendisliği]][[Kategori:Malzeme bilimi]][[Kategori:Optik]] Experiments on the depolarization of light as exhibited by various mineral, animal and vegetable bodies with a reference of the phenomena to the general principle of polarization, Phil. Tras. 1815, pp.29-53.</ref> tarafından tanımladı.<ref>D. Brewster, On the communication of the structure of doubly-refracting crystals to glass, murite of soda, flour spar, and other substances by mechanical compression and dilation, Phil. Tras. 1816, pp.156-178.</ref> Fotoelastisite yirminci yüzyılın ortalarında E.G.Coker ve [[Londra Üniversitesi]]<nowiki/>nden L.N.G. Filon’un birlikte yaptığı çalışmalarla geliştirildi. 1930 yılında, fotoelastisite üzerine yaptıkları tez Cambridge Basın tarafından yayımlandı. 1930 ve 1940 yıllarında, konuyla ilgili [[Almanca]], [[Rusça]] ve [[Fransızca]] birçok kitap ortaya çıktı. ▼
▲
Aynı zamanda bu alanda birçok geliştirme meydana geldi. Teknikte iyi geliştirmeler elde edilmişti ve ekipmanlar basite indirgenmişti. Teknolojideki gelişmelerle birlikte fotoelastisitenin kapsamı üç boyutlu gerilme hali için geliştirilmişti ve yakın zamanda popüler bir hale geldi. Birkaç fotoelastisite laboratuvarı eğitimsel enstitü ve endüstrisinde kuruldu.
Satır 11 ⟶ 13:
== Prensipler ==
[[
Metot kesin şeffaf maddeler tarafından sergilenen çift kırılma özelliğine dayalıdır. Çift kırılma özelliğinde ışın saçan ışık iki kırıcı indeksten geçen çift kırılan maddeye doğru gider. Çift kırılma özelliği ya da ışığın kırılması birçok ışık bilimsel [[kristal]]<nowiki/>lerde gözlenebilir. Gerilim uygulamasının üzerinde, fotoelastik maddeler çift kırılma özelliği sergiler ve madde içerisindeki her noktadaki kırıcı indeksin büyüklüğü bu noktadaki gerilimin durumuyla ilişkilidir. Maksimum teğetsel gerilme ve oryantasyonu gibi bilgiler polariskopla çift kırılma analizinde elde edilir.
Işık saçan [[ışık]] fotoelastik maddeden geçtiği zaman, fotoelastik maddenin elektromanyetik dalga bileşenleri iki esas gerilim yönünde çözümlenir ve bu bileşenlerden her biri çift kırılmadan dolayı farklı kırıcı indekse maruz kalır. Kırıcı indeks arasındaki farklılıklar iki bileşen arasında ilgili [[faz]] yavaşlamasına neden olur. [[İzotropik]] materyalden oluşan ince bir örnek varsayıldığında iki boyutlu fotoelastisite uygulanabilir. İlgili yavaşlatmanın büyüklüğü gerilim-optik yasasıyla bulunur:<ref>Dally, J.W. and Riley, W.F., ''Experimental Stress Analysis,'' 3rd edition, McGraw-Hill Inc., 1991</ref>
Satır 32 ⟶ 34:
== İki Boyutlu Fotoelastisite ==
[[
İki boyutlu fotoelastisitenin çalışma prensibi gerilimin birinci ve ikinci gerilim prensibine ve onların oryantasyonu arasındaki farkına dönüştürülebilen geciktirme ölçümüne olanak tanır. Daha ileri bir gerilim bileşeninde değer elde edebilmek için, gerilim-ayırma tekniği denilen teknik gereklidir<ref>Fernandez M.S-B., Calderon, J.M.A., Diez, P.M.B and Segura, I.I.C, Stress-separation techniques in photoelasticity: A review. ''The Journal of Strain Analysis for Engineering Design'', 2010, 45:1 [doi:10.1243/03093247JSA583]</ref>. Çeşitli teorik ve deneysel metotlar değerlendirilen ek bilgileri özel gerilim bileşenlerini çözmek için geliştirilmiştir.
Satır 39 ⟶ 41:
Düzenek iki doğrusal polarize edici ışık kaynağı içermektedir. Işık kaynağı deneye bağlı olarak monokrom ışık ya da beyaz ışık yayar. İlk olarak ışık ilk ışığı polarize ışığa çeviren polarize ediciden geçer. Düzenekler bu düzlemin polarize olacağı şekilde kurulur, sonra ışık gerilimlenen örnekten geçer. Bu ışık daha sonra bu noktadaki gerilim prensibi yönünde her noktayı takip eder. Sonrasında analizörden geçer ve son olarak saçak şekline ulaşır.
Düzlem polariskop düzeneği içerisindeki saçak şekli eş mıknatıs eğim açılılar ve eş renklilerden oluşur. Eş renklilerde değişim olmazken, eş mıknatıs eğim açılılar polariskopun oryantasyonuyla değişir.
== Dairesel Polariskop ==
Satır 48 ⟶ 50:
== Uygulamaları ==
Fotoelastisite çeşitli gerilim analizlerinde, özellikle sayısal metotların ilerleyişinden önce kullanılmıştır. Örneğin, sonu olan elementler ya da sınırlı elementler gibi<ref>Frocht, M.M., ''Photoelasticity''. J. Wiley and Sons, London, 1965</ref>. Polariskop sayısallaştırması, cam<ref>Ajovalasit, A., Petrucci, G., Scafidi, M., RGB photoelasticity applied to the analysis of membrane residual stress in glass, ''Measurement Science and Technology'', 2012, 23-2, no. 025601</ref> ve polimer<ref>Kramer, S., Beiermann, B., Davis, D., Sottos, N., White, S., Moore, J., Characterization of mechanochemically active polymers using combined photoelasticity and fluorescence measurements, ''SEM Annual Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics'', 2010, 2, pp.896-907.</ref> gibi materyallerin fabrika sürecini kontrol etmek için endüstriyel uygulamalarına izin veren hızlı görüntü kazanımına ve veri sürecine olanak tanır. Dişçilik fotoelastisiteden protez damak gerilimini analiz etmede faydalanır.<ref>Fernandes, C.P., Glantz, P.-O.J., Svensson, S.A., Bergmark, A. Reflection photoelasticity: A new method for studies of clinical mechanics in prosthetic dentistry ''Dental Materials'', 2003, 19-2, pp.106-117.</ref>
Fotoelastisite yüksek derecede sınırlandırılmış düzeyi içinde yığma<ref>D. Bigoni and G. Noselli, Localized stress percolation through dry masonry walls. Part I - Experiments. ''European Journal of Mechanics A/Solids'', 2010, 29, 291-298.</ref><ref>D. Bigoni and G. Noselli, Localized stress percolation through dry masonry walls. Part II - Modelling. ''European Journal of Mechanics A/Solids'', 2010, 29, pp.299-307.</ref><ref>Bigoni, D. Nonlinear Solid Mechanics: Bifurcation Theory and Material Instability. Cambridge University Press, 2012 . ISBN 9781107025417.</ref> ya da orta düzey elastik içerisindeki sert doğrusal içerme yakınlığının araştırılmasında başarılı bir şekilde kullanılır.<ref>G. Noselli, F. Dal Corso and D. Bigoni, The stress intensity near a stiffener disclosed by photoelasticity. ''International Journal of Fracture'', 2010, 166, 91–103.</ref> Önceki durumda, ikinci durumdaki elastik çözümün tek olması için sayısal metotlar doğru sonucu bulurken yanılabilirken, problem tuğlalar arasındaki etkileşimin doğrusal olmamasıdır. Bunlar fotoelastisite teknikleriyle elde edilir. Mekanik gücü olan, dinamik fotoelastisite, malzemelerdeki kırılma davranışlarını araştırmak için yüksek hızlı fotoğraflardan faydalanılarak bütünleşmiştir.<ref>Shukla, A., High-speed fracture studies on bimaterial interfaces using photoelasticity - A review, ''Journal of Strain Analysis for Engineering Design,'' 2012, 36-2, 119-142.</ref> Bir başka önemli fotoelastisite uygulaması ise çift-malzeme dişlileri etrafındaki gerilim alanları hakkındaki araştırmadır.<ref>Ayatollahi, M. R., Mirsayar, M. M., Dehghany, M., Experimental determination of stress field parameters in bi-material notches using photoelasticity, "Materials & Design," 2011, 32, 4901-4908.</ref> Çift-malzeme dişlileri kaynak ya da yapışkan bir şekilde bağlı yapılar gibi birçok mühendislik uygulamasında vardır.
== Kaynaklar ==
# D. Brewster, Experiments on the depolarization of light as exhibited by various mineral, animal and vegetable bodies with a reference of the phenomena to the general principle of polarization, Phil. Tras. 1815, pp.
# D. Brewster, On the communication of the structure of doubly-refracting crystals to glass, murite of soda, flour spar, and other substances by mechanical compression and dilation, Phil. Tras. 1816, pp.
# Dally, J.W. and Riley, W.F., ''Experimental Stress Analysis,'' 3rd edition, McGraw-Hill Inc., 1991
# Ramesh, K., ''Digital Photoelasticity,'' Springer, 2000
Satır 60 ⟶ 62:
# Frocht, M.M., ''Photoelasticity''. J. Wiley and Sons, London, 1965
# Ajovalasit, A., Petrucci, G., Scafidi, M., RGB photoelasticity applied to the analysis of membrane residual stress in glass, ''Measurement Science and Technology'', 2012, 23-2, no. 025601
# Kramer, S., Beiermann, B., Davis, D., Sottos, N., White, S., Moore, J., Characterization of mechanochemically active polymers using combined photoelasticity and fluorescence measurements, ''SEM Annual Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics'', 2010, 2, pp.
# Fernandes, C.P., Glantz, P.-O.J., Svensson, S.A., Bergmark, A. Reflection photoelasticity: A new method for studies of clinical mechanics in prosthetic dentistry ''Dental Materials'', 2003, 19-2, pp.
# D. Bigoni and G. Noselli, Localized stress percolation through dry masonry walls. Part I - Experiments. ''European Journal of Mechanics A/Solids'', 2010, 29, 291-298.
# D. Bigoni and G. Noselli, Localized stress percolation through dry masonry walls. Part II - Modelling. ''European Journal of Mechanics A/Solids'', 2010, 29, pp.
# Bigoni, D. Nonlinear Solid Mechanics: Bifurcation Theory and Material Instability. Cambridge University Press, 2012 . ISBN 9781107025417.
# G. Noselli, F. Dal Corso and D. Bigoni, The stress intensity near a stiffener disclosed by photoelasticity. ''International Journal of Fracture'', 2010, 166, 91–103.
# Shukla, A., High-speed fracture studies on bimaterial interfaces using photoelasticity - A review, ''Journal of Strain Analysis for Engineering Design,'' 2012, 36-2, 119-142.
# Ayatollahi, M. R., Mirsayar, M. M., Dehghany, M., Experimental determination of stress field parameters in bi-material notches using photoelasticity, "Materials & Design," 2011, 32, 4901-4908.
[[Kategori:Mekanik]]
[[Kategori:Makine mühendisliği]]
[[Kategori:Malzeme bilimi]]
[[Kategori:Optik]]
| |||