Определение оптических свойств материалов, используемых в голографической фотоупругости для решения контактной задачи «рельс – колесо»

Дата поступления: 
16.03.2020
Библиографическое описание статьи: 

Брюховецкая Е. В. Определение оптических свойств материалов, используемых в голографической фотоупругости для решения контактной задачи «рельс – колесо» / Е. В. Брюховецкая, О. В. Конищева, М. В. Брунгардт, А. Н. Щепин // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2020. – Т. 66 № 2. – С. 10–15. – DOI: 10.26731/1813-9108.2020.2(66).10-15

Год: 
2020
Номер журнала (Том): 
УДК: 
539.44
DOI: 

10.26731/1813-9108.2020.2(66).10-15

Файл статьи: 
Страницы: 
10
15
Аннотация: 

В данной статье рассматривается возможность использования трехэкспозиционного метода голографической фотоупругости для определения оптических постоянных материалов, используемых для создания объемных моделей рельсов при решении контактной задачи «рельс – колесо». Для определения оптических постоянных С1 и С2 надо подобрать такой вид нагружения, при котором по оси симметрии образца одно из напряжений было равно нулю. Этому требованию соответствует задача Фламана. Трехэкспозиционный метод голографической фотоупругости позволяет получать различные семейства интерференционных полос в универсальном интерферометре, что значительно упрощает проведение эксперимента. Для проведения испытаний используются объемные составные модели, основная часть которых изготовлена из оргстекла, а в центральную часть вклеена тонкая пластинка из оптически чувствительных материалов. Одна модель имеет вклейку из эпоксидной смолы, вторая – из поликарбоната. К материалам объемных составных моделей предъявляются такие требования, как равенство упругих постоянных оргстекла основного блока модели, оптического материала вклейки и отвердевшего клея и различие оптических постоянных С1 и С2, поэтому возникает необходимость проведения тарировочных испытаний. Для данных целей была решена задача «действие жесткого штампа на упругую полуплоскость». Тарировочные испытания проводились в универсальном интерферометре. Сравнение экспериментальных результатов с теоретическим решением показало достаточно высокую точность определения оптических постоянных с помощью трехэкспозиционного метода голографической фотоупругости.

Список цитируемой литературы: 
  1. Фрохт М. Фотоупругость // М. : ГИТТЛ ; Мир, 1950. 488 с.
  2. Вест Ч. Голографическая интерферометрия. М. : Мир, 1982. 316 с.
  3. Rolling-sliding laboratory tests of friction modifiers in leaf contaminated wheel-rail contacts / O. Arias-Cuevas et al. // STLE/ASME 2008 International Joint Tribology Conference / American Society of Mechanical Engineers Digital Collection. 2008. P. 213–215.
  4. Разумовский И.А. Интерференционно-оптические методы механики деформируемого твердого тела. М. : МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 240 с.
  5. Брюховецкая Е.В., Конищева О. В. Универсальный голографический интерферометр // Вестник МГТУ Станкин. 2013. № 2. С. 102–104.
  6. Брюховецкая Е.В., Брюховецкая Т.М. Прикладные задачи строительной механики. Экспериментальные методы исследования напряжено-деформированного состояния конструкций. СПб. : Изд-во СибГТУ, 1999.
  7. Mijajlović M. Numerical simulation of the material flow influence upon heat generation during friction stir welding // Facta universitatis-series: Mechanical Engineering. 2013. Т. 11. № 1. Pp. 19–28.
  8. Modeling thermal effects in braking systems of railway vehicles / M.S. Milošević et al. // Thermal science. 2012. Т. 16. № 2. P. 515–526.
  9. Расчеты на прочность в машиностроении / С.Д. Пономарев и др. М. : Машгиз. 1958. Т. 2. 974 с.
  10. Determination of friction heat generation in contact of wheel-rail set using FEM / A. Miltenović et al. // proc. XVI International Scientific-expert Conference on Railway Railcon. 2014. № 1+-4, Niš. P. 21–24.
  11. Determination of friction heat generation in wheel-rail contact using fem / A. Miltenović et al. // Facta Universitatis, Series: Mechanical Engineering. 2015. Т. 13. № 2. Pp. 99–108.
  12. Дюрелли А. Введение в фотомеханику (поляризационно-оптический метод). М. : Мир, 1970. 48 с.
  13. Степанова Л.В. Математические методы механики разрушения. М. : Физматлит, 2009. 336 с.
  14. Albaut G.N. Nelinejnaja fotouprugost' v prilozhenii k zadacham mehaniki razrushenija. Novosibirsk : NGASU, 2002. 112 p.
  15. Thomas B.P., Pillai S.A., Narayanamurthy C.S. Photoelastic digital holographic polariscope // Journal of Modern Optics. 2019. Т. 66. № 8. Pp. 817–828.
  16. Forte P., Paoli A., Razionale A.V. A CAE approach for the stress analysis of gear models by 3D digital photoelasticity // International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM). 2015. Т. 9. № 1. P. 31–43.
  17. Takao S., Yoneyama S., Takashi M. Minute displacement and strain analysis using lensless Fourier transformed holographic interferometry // Optics and lasers in engineering. 2002. Т. 38. № 5. Pp. 233–244.
  18. Ju Y. et al. Experimental visualisation methods for three-dimensional stress fields of porous solids // Experimental Techniques. 2017. Т. 41. № 4. P. 331–344.
  19. Zuccarello B., Tripoli G. Photoelastic stress pattern analysis using Fourier transform with carrier fringes: influence of quarter-wave plate error // Optics and lasers in engineering. 2002. Т. 37. № 4. P. 401–416.