Table des matières:
- Étape 1: Quelques explications sur le fonctionnement
- Étape 2: Construisez des cadres mécaniques pour appliquer une contrainte aux pièces en plastique
- Étape 3: Réalisez les cadres
- Étape 4: Réaliser les échantillons
- Étape 5: Profitez de vos expériences
Vidéo: Photoélasticimétrie : voir les contraintes mécaniques avec l'optique : 5 étapes (avec photos)
2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08
La photoélasticimétrie est un moyen de visualiser les déformations dans les matériaux. Dans ce Instructable, nous verrons comment vous pouvez faire des échantillons pour déterminer expérimentalement la répartition des contraintes dans certains matériaux sous charge mécanique !
Étape 1: Quelques explications sur le fonctionnement
Un matériau "biréfringent" est un matériau dans lequel l'indice de réfraction (c'est-à-dire la vitesse de la lumière) dépend de la polarisation et de la direction de propagation de la lumière.
Lorsque vous appliquez une certaine contrainte mécanique, la biréfringence du matériau change localement en fonction de la contrainte, et à certains endroits, elle agit comme une "plaque d'onde" qui modifie l'état de polarisation de la lumière.
Un « polariseur » est un composant optique qui ne laisse passer que certains types de polarisation. Si vous superposez deux polariseurs de type "linéaire" orientés dans les directions perpendiculaires, la lumière sera bloquée mais si vous ajoutez une "plaque d'onde" judicieusement orientée entre eux, la lumière passera à travers et vous verrez de la lumière.
La combinaison de ces deux effets permet de voir en temps réel différentes couleurs qui passent ou non (car la modification de polarisation dépend aussi ici de la longueur d'onde de la lumière)
Pour mieux comprendre comment une lame d'onde permet de changer la polarisation de la lumière, vous pouvez lire l'article suivant:
en.wikipedia.org/wiki/Waveplate
L'article sur la photoélasticité va aussi plus loin que mon explication légère:
en.wikipedia.org/wiki/Photoélasticité
Étape 2: Construisez des cadres mécaniques pour appliquer une contrainte aux pièces en plastique
Voici quelques cadres et échantillons que j'ai imaginés pour visualiser les cadres
Étape 3: Réalisez les cadres
Grâce à un I. U. T. Fablab de la ville de Cachan (au sud de Paris), l'InnovLab (https://innovlab-iut-cachan.blogspot.com/), j'ai eu la chance d'avoir accès à une découpeuse au jet d'eau afin de réaliser les cadres !
innovlab-iut-cachan.blogspot.com/2018/10/po…
Si vous voulez faire la même chose, vous pouvez les couper à l'eau ou peut-être utiliser d'autres types de C. N. C. usinage. Ici, j'ai utilisé un matériau en aluminium de 12 mm d'épaisseur.
Ensuite, vous pouvez percer des trous et les tarauder pour ajouter des vis qui vous aideront à presser les échantillons. Vous pouvez également réaliser une structure déformable mécanique qui pressera localement votre échantillon.
Étape 4: Réaliser les échantillons
Vous pouvez également découper des échantillons (des barres, ou une tour Eiffel) dans du plastique (j'ai utilisé avec succès une feuille de Polycarbonate de 7 mm d'épaisseur, le verre fonctionne aussi mais se casse plus facilement)
Étape 5: Profitez de vos expériences
Placez votre échantillon dans le cadre et visualisez-le entre un écran L. C. D. écran (qui émet de la lumière polarisée) et un polariseur (j'ai le mien ici:
Ensuite, appliquez votre souche et regardez les couleurs changer.
Prendre plaisir !
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