Детектування індукованих тепловим потоком напружень в твердому тілі за допомогою фотопружного мікроскопу

Abstract

The aim of this paper is to present adventures of practical and effective modulation polarimetry method (MPM) applied to the plate sample of quartz glass for detection of its minute internal thermoelastic stresses induced by heat wave propagation. Described MPM allowed to make accurate measuring of birefringence that accompany the dynamics of thermoelasticity and made possible to calculate the value of stress distribution along and crosswise to the direction of heat flow at certain moments of time, as well as its dependence on time in defined heat flux coordinates. The main goal of this paper is not only the solution of inverse problems of nonstationary thermoelasticity that allowed obtaining spatio-temporal temperature functions by graphical integration of the experimental characteristics but researching the dynamics of the maximum curvature point of the temperature function T(t) that is a characteristic of the thermal front in the process of heat flow establishment. In addition, it is shown that due to the high detectability of MPM applied in photoelastic microscope became possible to observe the radiation component of the heat transfer process.References 20, figures 5.Цель этой статьи заключается в представлении преимуществ практического и эффективного метода модуляционной поляриметрии (МПМ), примененного к образцу кварцевого стекла в виде пластины для выявления его самых малых внутренних термонапряжений, вызванных распространением тепловой волны. Описанный MПM позволил провести точные измерения двулучепреломления, которое сопровождает динамику термоупругости, что сделало возможным вычисление значения распределения напряжений вдоль и поперек направления теплового потока в определенные моменты времени, а также их зависимость от времени в определенных координатах теплового потока. Основная цель данной работы является не только решение обратной задачи нестационарной термоупругости, что позволяет получить пространственно-временные температурные функции графическим интегрированием экспериментальных характеристик, но и исследование динамики точки максимума кривизны температурной функции T(t), что является характеристикой теплового фронта в процессе установления теплового потока. Кроме того, было показано, что благодаря применению высокой обнаружительной способности MПM в фотоупругом микроскопе сделало возможным наблюдать радиационную составляющую теплопереноса.Библ. 20, рис. 5 .Мета цієї статті полягає в представленні переваг практичного та ефективного методу модуляційної поляриметрії (МПМ), застосованого до зразка кварцового скла у вигляді пластини для виявлення його найменших внутрішніх термонапружень, викликаних поширення теплової хвилі. Описаний MПM дозволив провести точні вимірювання двопроменезаломлення, яке супроводжує динаміку термопружності, що зробило можливим обчислення значення розподілу напружень вздовж і поперек напрямку теплового потоку в певні моменти часу, а також їх залежність від часу в певних координатах теплового потоку. Основна мета даної роботи є не тільки вирішення обернених задач нестаціонарної термопружності, що дозволяє отримати просторово-часові температурні функції графічним інтегруванням експериментальних характеристик, але й дослідження динаміки точки максимуму кривизни температурної функції T(t), що є характеристикою теплового фронту в процесі встановлення теплового потоку . Окрім того, було показано, що завдяки високій виявній здатності MПM застосованої у фотопружному мікроскопі, стало можливим спостерігати радіаційну складову  теплопереносу.Бібл. 20 , рис. 5