基于材料挤压形变的应力演示装置的制作方法

1.本发明涉及应力演示技术领域，尤其涉及基于材料挤压形变的应力演示装置。


背景技术：

2.物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并试图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。
3.应力在生活中无处不在，但是又无迹可寻，如何让应力生动形象的展现在人们的面前，是目前需要解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术的不足，提供了基于材料挤压形变的应力演示装置。
5.本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
6.基于材料挤压形变的应力演示装置，包括光源、第一偏振片、应力发生机构以及第二偏振片，光源发出的光依次经过第一偏振片、应力发生机构以及第二偏振片，所述第一偏振片与第二偏振片的偏振方向不平行，所述应力发生机构包括若干个应力片以及挤压片，所述挤压片与应力片处于挤压受力状态。
7.作为上述技术方案的改进，所述第一偏振片与第二偏振片的偏振方向垂直。
8.作为上述技术方案的改进，还包括安装支架，所述光源设置在安装支架一侧，所述第一偏振片、应力发生机构以及第二偏振片沿光源照射方向依次设置在安装支架上。
9.作为上述技术方案的改进，所述光源与第一偏振片之间设置有匀光板。
10.作为上述技术方案的改进，所述应力发生机构还包括壳体，所述壳体设置在安装支架上，所述应力片与挤压片叠加设置在壳体内。
11.作为上述技术方案的改进，所述壳体、应力片与挤压片设置为圆柱状，应力片与挤压片的弧形侧面为受力面。
12.作为上述技术方案的改进，所述壳体与安装支架转动连接。
13.作为上述技术方案的改进，所述挤压片与应力片完全相同。
14.作为上述技术方案的改进，所述挤压片的质量大于应力片；所述挤压片的尺寸大于应力片。
15.本发明的有益效果：通过挤压片对应力片进行挤压，应力片内部出现应力，发生形变，出现双折射现象，光源发出的光在经过第一偏振片后形成偏振光，通过应力片出现应力的区域时，通过干涉产生波纹图像，出现条纹现象，由因为第二偏振片的作用，将未经过应力片出现应力区域的光吸收部分，导致其亮度降低，而通过应力片出现应力的区域的光发生干涉现象，产生的条纹相对较亮。
附图说明
16.图1为本发明实施例所述基于材料挤压形变的应力演示装置的正面结构示意图；
17.图2为本发明实施例所述基于材料挤压形变的应力演示装置的剖面结构示意图；
18.光源1，第一偏振片2，应力发生机构3，第二偏振片4，应力片31，挤压片32，安装支架5，匀光板6，壳体33。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
21.实施例
22.如图1和2所示，本实施例所述基于材料挤压形变的应力演示装置，包括光源1、第一偏振片2、应力发生机构3以及第二偏振片4，光源1发出的光依次经过第一偏振片2、应力发生机构3以及第二偏振片4，所述第一偏振片2与第二偏振片4的偏振方向不平行，所述应力发生机构3包括若干个应力片31以及挤压片32，所述挤压片32与应力片31处于挤压受力状态。
23.通过挤压片32对应力片31进行挤压，应力片31内部出现应力，发生形变，出现双折射现象，光源1发出的光在经过第一偏振片2后形成偏振光，通过应力片31出现应力的区域时，通过干涉产生波纹图像，出现条纹现象，由因为第二偏振片4的作用，将未经过应力片31出现应力区域的光吸收部分，导致其亮度降低，而通过应力片31出现应力的区域的光发生干涉现象，产生的条纹相对较亮。
24.应力片优先采用光弹性材料制作成，在受到作用力时变形程度越大，且通过光照射时产生的双折射现象越明显，产生的条纹越明显。
25.所述第一偏振片2与第二偏振片4的偏振方向垂直；使得光源1发出的光在经过应力较小或没有的区域，第二偏振片4将光几乎全部吸收，显得非常暗淡，而经过应力较大的区域时，材料变形较大，产生较明显的双折射现象，产生发光的条纹与其他区域相比越发明亮，便于观察。
26.还包括安装支架5，所述光源1设置在安装支架5一侧，所述第一偏振片2、应力发生机构3以及第二偏振片4沿光源1照射方向依次设置在安装支架5上。
27.所述光源1与第一偏振片2之间设置有匀光板6；使得光源1发出的光经过匀光板6后均匀的经过第一偏振片2，从而保证光均匀经过应力片31，避免由于光照不均匀，导致肉眼观看应力片31明暗不均，影响应力观察效果。
28.所述应力发生机构3还包括壳体33，所述壳体33设置在安装支架5上，所述应力片31与挤压片32叠加设置在壳体33内；使得应力片31产生的应力形成一片，应力越集中的地方，各向异性越强，干涉条纹就越密集，就形成了光区域的效果，视觉效果更好。
29.所述壳体33、应力片31与挤压片32设置为圆柱状，应力片31与挤压片32的弧形侧面为受力面；应力片31受力形成的应力由弧形侧面接触点延伸至应力片31的中心，从而使得若干片应力片31形成的应力方向相连，产生相连的条纹，应力越集中的地方，各向异性越强，干涉条纹就越密集，形成了光链的效果，视觉效果更强。
30.所述壳体33与安装支架5转动连接；通过转动壳体33，使挤压片32与应力片31随壳体33转动而变化位置，从而使挤压片32与应力片31之间的受力点不断变化，产生的应力位置及大小也在不断变化，从而产生的条纹不断变化，更直观的表现出应力的产生与各部位应力的大小。
31.所述挤压片32与应力片31完全相同，通过应力片31在重力的作用下相互挤压受力，从而使应力片31产生应力，由于光弹性材料密度较小，单纯靠重力作用形成的应力太小，效果不明显；挤压片32可以采用质量大于应力片31来增加重力，从而增大应力片31形成的应力，例如采用金属制作挤压片32；也或者使挤压片32的尺寸大于应力片31，不仅能够增大应力，同时能够保证挤压片32始终处于应力片31的上方，从而保证挤压片32对应力片31的挤压受力。
32.需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
33.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.基于材料挤压形变的应力演示装置，其特征在于：包括光源(1)、第一偏振片(2)、应力发生机构(3)以及第二偏振片(4)，光源(1)发出的光依次经过第一偏振片(2)、应力发生机构(3)以及第二偏振片(4)，所述第一偏振片(2)与第二偏振片(4)的偏振方向不平行，所述应力发生机构(3)包括若干个应力片(31)以及挤压片(32)，所述挤压片(32)与应力片(31)处于挤压受力状态。2.根据权利要求1所述的基于材料挤压形变的应力演示装置，其特征在于：所述第一偏振片(2)与第二偏振片(4)的偏振方向垂直。3.根据权利要求1所述的基于材料挤压形变的应力演示装置，其特征在于：还包括安装支架(5)，所述光源(1)设置在安装支架(5)一侧，所述第一偏振片(2)、应力发生机构(3)以及第二偏振片(4)沿光源(1)照射方向依次设置在安装支架(5)上。4.根据权利要求1所述的基于材料挤压形变的应力演示装置，其特征在于：所述光源(1)与第一偏振片(2)之间设置有匀光板(6)。5.根据权利要求1所述的基于材料挤压形变的应力演示装置，其特征在于：所述应力发生机构(3)还包括壳体(33)，所述壳体(33)设置在安装支架(5)上，所述应力片(31)与挤压片(32)叠加设置在壳体(33)内。6.根据权利要求5所述的基于材料挤压形变的应力演示装置，其特征在于：所述壳体(33)、应力片(31)与挤压片(32)设置为圆柱状，应力片(31)与挤压片(32)的弧形侧面为受力面。7.根据权利要求6所述的基于材料挤压形变的应力演示装置，其特征在于：所述壳体(33)与安装支架(5)转动连接。8.根据权利要求1
‑
7中任一所述的基于材料挤压形变的应力演示装置，其特征在于：所述挤压片(32)与应力片(31)完全相同。9.根据权利要求1
‑
7中任一所述的基于材料挤压形变的应力演示装置，其特征在于：所述挤压片(32)的质量大于应力片(31)；所述挤压片(32)的尺寸大于应力片(31)。
技术总结
本发明提供了基于材料挤压形变的应力演示装置，包括光源、第一偏振片、应力发生机构以及第二偏振片，光源发出的光依次经过第一偏振片、应力发生机构以及第二偏振片，第一偏振片与第二偏振片的偏振方向不平行，应力发生机构包括若干个应力片以及挤压片，挤压片与应力片处于挤压受力状态；本发明的有益效果：挤压片对应力片进行挤压，应力片内部出现应力，发生形变，出现双折射现象，光源发出的光在经过第一偏振片后形成偏振光，通过应力片出现应力的区域时，干涉产生波纹图像，出现条纹现象，第二偏振片将未经过应力片出现应力区域的光吸收部分，导致其亮度降低，而通过应力片出现应力的区域的光发生干涉现象，产生的条纹相对较亮。亮。亮。


技术研发人员：胡坤 黄显华 胡勇启 楚贝贝
受保护的技术使用者：合肥磐石自动化科技有限公司
技术研发日：2021.03.25
技术公布日：2021/6/29