Fotoelasticidad
Páginas: 10 (2328 palabras)
Publicado: 20 de mayo de 2012
Fotoelasticidad
Introducción
El laboratorio de ensayo de resistencia de los materiales ofrece la oportunidad de conocer más sobre los ensayos no destructivos y destructivos, a través de sesiones de laboratorio, y presenta de una forma sencilla el comportamiento de los esfuerzos y deformaciones en elementos de máquinas sometidos a cargas de flexión, tensión, y compresión por medio demáquinas de ensayo. Es por ello que, es fundamental y adecuado a un nivel académico para los estudiantes de ingeniería mecánica la técnica de fotoelasticidad.
El nombre de fotoelasticidad refleja la naturaleza de este método experimental: foto implica la utilización de rayos luminosos y técnicas ópticas y elasticidad denota el estudio de los esfuerzos y deformaciones en los cuerpos elásticos. Lafotoelasticidad es una técnica experimental para el análisis de esfuerzos y deformaciones que resulta particularmente útil para elementos que poseen una geometría complicada.
El introducir al estudiante en el análisis experimental a través de fenómenos relacionados con óptica y la fotoelasticidad, se prepara para entender la mecánica de sólidos y posteriormente a cursos profesionales como diseñode máquinas, metalurgia y metalografía, etc. Al profesional también reforzando sus criterios y conocimientos en dicha área.
1. Fundamento teórico de fotoelasticidad
La fotoelasticidad es una técnica alternativa a la extensometría y es utilizada para determinar esfuerzos sobre los materiales. Esta técnica se basa en la utilización de una fuente luminosa, lentes polarizadoras de luz y unmaterial transparente no cristalino y óptimamente isotrópico que es capaz de modificar su índice de refracción cuando es deformado (material birrefringente). Cuando un material birrefringente es sometido a esfuerzos bajo la presencia de luz blanca polarizada, el vector de luz se descompone en dos componentes ortogonales con diferentes velocidades, y aparece una serie continua y sucesiva de bandas decolores llamadas líneas isocromáticas. Cada banda representa un nivel diferente de birrefringencia correspondiente a la deformación del objeto. Es una técnica experimental para la medición de esfuerzos y deformaciones.
2. Prueba de fotoelasticidad
Se basa en el uso de luz para dibujar figuras sobre piezas de materiales isótropos, transparentes y continuos, que están siendo sometidas a esfuerzos.Las figuras que se dibujan son semejantes a las mostradas al realizar un análisis de elementos finitos ya que se pueden observar contornos y colores. La medición se logra al evaluar el cambio del índice de refracción de la pieza al someterse a una carga. En el caso de una pieza no trasparente, se cubre la pieza con una resina birrefringente. Con esto se logra la mediciónde esfuerzos y deformaciones.
3. Banco fotoelástico y función de cada elemento.
El dispositivo para la observación del fenómeno de birrefringencia recibe el nombre de polariscopio, el cual es un instrumento óptico que utiliza las propiedades de la luz polarizada para su funcionamiento. Existen dos tipos de polariscopio de acuerdo a la forma de realizar el análisis:
1. Transmisión.- En este tipo de polariscopio laluz polarizada pasa a través de un modelo bidimensional o tridimensional para analizar las bandas isocromáticas y de esta manera determinar direcciones y rangos de los esfuerzos aplicados a la pieza original. Este es el tipo de polariscopio que se utilizará en el laboratorio.
2. Reflexión.- En este tipo de polariscopio la luz es dirigida hacia la pieza oespécimen mecánico sobre el cual existe un recubrimiento fotoelástico y se refleja de tal manera que se puedan observar las bandas isocromáticas.
Para el análisis experimental de esfuerzos se utilizan dos tipos de polariscopios: plano y circular. El arreglo para un polariscopio circular se logra colocando filtros de ¼ de onda en la trayectoria de la luz para producir luz...
Introducción
El laboratorio de ensayo de resistencia de los materiales ofrece la oportunidad de conocer más sobre los ensayos no destructivos y destructivos, a través de sesiones de laboratorio, y presenta de una forma sencilla el comportamiento de los esfuerzos y deformaciones en elementos de máquinas sometidos a cargas de flexión, tensión, y compresión por medio demáquinas de ensayo. Es por ello que, es fundamental y adecuado a un nivel académico para los estudiantes de ingeniería mecánica la técnica de fotoelasticidad.
El nombre de fotoelasticidad refleja la naturaleza de este método experimental: foto implica la utilización de rayos luminosos y técnicas ópticas y elasticidad denota el estudio de los esfuerzos y deformaciones en los cuerpos elásticos. Lafotoelasticidad es una técnica experimental para el análisis de esfuerzos y deformaciones que resulta particularmente útil para elementos que poseen una geometría complicada.
El introducir al estudiante en el análisis experimental a través de fenómenos relacionados con óptica y la fotoelasticidad, se prepara para entender la mecánica de sólidos y posteriormente a cursos profesionales como diseñode máquinas, metalurgia y metalografía, etc. Al profesional también reforzando sus criterios y conocimientos en dicha área.
1. Fundamento teórico de fotoelasticidad
La fotoelasticidad es una técnica alternativa a la extensometría y es utilizada para determinar esfuerzos sobre los materiales. Esta técnica se basa en la utilización de una fuente luminosa, lentes polarizadoras de luz y unmaterial transparente no cristalino y óptimamente isotrópico que es capaz de modificar su índice de refracción cuando es deformado (material birrefringente). Cuando un material birrefringente es sometido a esfuerzos bajo la presencia de luz blanca polarizada, el vector de luz se descompone en dos componentes ortogonales con diferentes velocidades, y aparece una serie continua y sucesiva de bandas decolores llamadas líneas isocromáticas. Cada banda representa un nivel diferente de birrefringencia correspondiente a la deformación del objeto. Es una técnica experimental para la medición de esfuerzos y deformaciones.
2. Prueba de fotoelasticidad
Se basa en el uso de luz para dibujar figuras sobre piezas de materiales isótropos, transparentes y continuos, que están siendo sometidas a esfuerzos.Las figuras que se dibujan son semejantes a las mostradas al realizar un análisis de elementos finitos ya que se pueden observar contornos y colores. La medición se logra al evaluar el cambio del índice de refracción de la pieza al someterse a una carga. En el caso de una pieza no trasparente, se cubre la pieza con una resina birrefringente. Con esto se logra la mediciónde esfuerzos y deformaciones.
3. Banco fotoelástico y función de cada elemento.
El dispositivo para la observación del fenómeno de birrefringencia recibe el nombre de polariscopio, el cual es un instrumento óptico que utiliza las propiedades de la luz polarizada para su funcionamiento. Existen dos tipos de polariscopio de acuerdo a la forma de realizar el análisis:
1. Transmisión.- En este tipo de polariscopio laluz polarizada pasa a través de un modelo bidimensional o tridimensional para analizar las bandas isocromáticas y de esta manera determinar direcciones y rangos de los esfuerzos aplicados a la pieza original. Este es el tipo de polariscopio que se utilizará en el laboratorio.
2. Reflexión.- En este tipo de polariscopio la luz es dirigida hacia la pieza oespécimen mecánico sobre el cual existe un recubrimiento fotoelástico y se refleja de tal manera que se puedan observar las bandas isocromáticas.
Para el análisis experimental de esfuerzos se utilizan dos tipos de polariscopios: plano y circular. El arreglo para un polariscopio circular se logra colocando filtros de ¼ de onda en la trayectoria de la luz para producir luz...
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