Модели из низкомодульных материалов

Для точного замера напряжений в отдельных точках модели используется координатно-синхронный поляриметр КСП-6.

Модели из низкомодульных материалов изготавливаются в плоских прямоугольных разъемных формах. Отливки-пластины толщиной 2-4 см -после вырезывания необходимых контуров, отверстий или трещин помещаются в прозрачную оптически изотропную форму, выдерживаются в вертикальном положении 24-36 ч до полного деформирования модели и исследуются по двум схемам плоского напряженного и плоского деформированного состояния.

Плосконапряженное состояние материала модели достигается при свободном ее деформировании в направлении оси просвечивания. В этом случае обеспечивается более полное развитие гравитационных сил в модели, но картина распределения напряжений получается приближенной, так как с глубиной толщина модели увеличивается пропорционально величине веса вышележащих слоев материала, что влияет на характер поляризации света в разных частях модели.

Плоскодеформированное состояние возникает при отсутствии поперечных деформаций материала, что обеспечивается плотным прилеганием стенок формы к модели. Однако в этом случае трудно обеспечить равномерное трение по всей плоскости модели, а следовательно, исключить локальные «зажимы» материала, искажающие картину напряжений.

Одной из труднейших задач при моделировании на оптически активных низкомодульных материалах является соблюдение равенства коэффициентов Пуассона материалов натуры и модели, вытекающего из условий подобия. Известно, что коэффициент Пуассона р. горных пород изменяется в широких пределах (0,1-0,4), а у низкомодульных материалов он равен 0,42-0,47. Несоблюдение условий подобия по р. приводит к значительным ошибкам в определении напряжений.

В. Д. Морозовым предложена схема моделирования, позволяющая снизить боковой распор модели, а следовательно, и более точно выполнить условия подобия. Это достигается путем обжатия модели боковыми стенками. Величина обжатия регулируется винтами, которые позволяют перемещать стенки вокруг шарниров на угол.