1、工程实验力学第13章焦 散 线 法13.1引言13.2基本原理13.3实验技术13.1引言焦散线法(Caustis)由Manogg提出，是一种非接触式光学测量方法。这种方法对应力梯度非常敏感，因此在求解应力场、应变场具有奇异性的力学问题，如应力强度因子等问题中，具有光路简单、测量方便、数据可靠等优点，现在已扩展到解决动态问题，尽管被研究的问题本身很复杂，但也可以从生成的清晰图像中得到丰富的信息，而且既可用于透明材料也可用于非透明材料的物体。13.2基本原理13.2.1焦散线的形成13.2.2焦散图像的定量分析13.2.3焦散线和初始曲线13.2.1焦散线的形成图13-1焦散线的形成原理图13.
2、2.2焦散图像的定量分析图13-2物平面和焦散面的映像关系a)物面与阴影面的关系b)构成反射式焦散线的几何关系(y方向观测)13.2.2焦散图像的定量分析13.2.2焦散图像的定量分析13.2.2焦散图像的定量分析13.2.2焦散图像的定量分析13.2.3焦散线和初始曲线表13-1焦散线计算的有关常数13.2.3焦散线和初始曲线图13-3三种应力集中问题13.2.3焦散线和初始曲线13.2.3焦散线和初始曲线13.2.3焦散线和初始曲线13.2.3焦散线和初始曲线图13-4三种问题的焦散线图像13.2.3焦散线和初始曲线13.2.3焦散线和初始曲线图13-5通过实验观测到的焦散图像13.2.3焦散线和初始曲线13.3实验技术焦散线方法所使用的设备一般非常简单，只需要一个合适的光源用于试件的照明和一套记录焦散图像的设备。在以上有关焦散线方法的基本原理的描述中，使用了平行光，实际上发散光、汇聚光也同样可得到焦散图像。主要的问题在于无论使用什么光路，光束都必须满足虽只一个但却非常严格的平行光、发散光或汇聚光的条件。为了实现这一要求，光源必须有点光源的基本性质，即小孔径和远离物体。如果这些条件不能得到充分满足，焦散图像将会模糊，暗区和亮区之间的界限(即焦散曲线)也不再是一条标志分明的线，这样的图像无法进行定量分析。13.3实验技术图13-6几种典型的焦散光路a)发散光b)平行光c)汇聚光
