颗粒物质线性偏振光场下光弹性测试方法

发布时间：2024-12-03 20:19

　　使用光弹性实验的方法对颗粒系统内的颗粒受力情况研究具有不需要对系统施加扰动就能获取系统内载荷分布的巨大优势。本文对使用光弹性手段研究颗粒系统中的颗粒受力的方法进行了研究。针对研究现状中对于使用线性偏振场对非圆形颗粒样本的研究的缺失,本文设计搭建了实验环境研究了椭圆颗粒样本在线性偏振场中的表现。在实验的搭建过程中,通过引入LED灯和引入二色透镜提高实验的精确度。通过对比RGB图片模式和绿色图片模式选取了数据敏感度更高的绿色图片模式作为数据分析基础,并最终制定了实验流程。通过对比在线性偏振场中的不同材料,最终选择了PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）作为制备实验颗粒样本的材料。通过PMMA材料在线性偏振场中的条纹表现,我们引入了局部平均光强的分析方法,通过Taylor展开,对在线性偏振场中的载荷和光强具有sin²θ的关系进行了简化,使用二次多项式函数对某载荷点附近平均局部光强与此载荷点所受载荷的关系进行拟合。通过对比三组不同类型的接触点的实验和三组不同的载荷方向的实验,通过综合平均三组实验给出了椭圆颗粒在线性偏振场中平均局部光强和所加载荷的二次函数关系式。并引入了接触面积,得到...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2颗粒系统特殊物理现象1.2颗粒系统的特征及系统内部受力特征

10%的能源消耗是用来处理颗粒相关的工业生产的。对于颗粒物质及颗粒系统的认识不足会产生大量浪费。比如，如图1.2中的(a)，在很多产业中，人们会选择使用筒仓来储存颗粒材料，但是筒仓却会出乎意料地破碎，尤其是当筒仓出料的时候[11]。在北美，每年有超过1000个筒仓、粮仓的崩塌[1....

图1.3动静摩擦对物体的影响

动静摩擦对物体的影响2.对于图1.3（a）中的静摩擦力FS。当物块所受的力F1不足以推动物块运动的时候，有关系式FSF1。随着F1的增加，FS也会增大。3.对于图1.3中（b）物块在力的作用下的保持运动情况。摩擦力大小只与物块和界面间的动摩擦系数f相关，与速度无关，滑动摩擦力和桌....

图1.6光弹性力学发展历程

[20]解决一些力学问题的方法，这个时期又是光弹性实验的衰退期。图1.6[21]图解显示了光弹性力学的流行程度。目前有证据显示，光弹性力学正在一个研究流行度复兴的时期，这源于当下随着计算机技术和数字图像处理技术的成熟[22]，使得自动光弹性条纹分析成为了现实。图1.6光弹性力学发....

图1.8光弹性测试给出类沙堆系统内力链分布

[33–37]尝试解释这种现象。然而使用光弹性实验可以给我们提供一个直观的观察。如图1.8[32]给出了一个二维情况下颗粒系统的模拟。通过图片我们可以看出颗粒系统上部的力通过力链传递到底部的时候将力进行了分散，很多力被分散到了沙堆尖两侧，通过光弹性实验我们可以给出实验解释，同时通....

本文编号：4014083