塑胶件之美
当偏振光穿过一个存在内应力的透明塑胶件时,即可在塑胶件上产生五彩斑斓的条纹图。 忘记塑胶件设计的枯燥,一起来欣赏一组美图。
光弹性实验方法(简称光弹法)是利用某些透明材料(如聚碳酸酯PC等)在受力(包括内应力)变形时产生光学各向异性的特点,根据偏振方向不同的光线的光程差确定主应力差值;利用同色条纹图像,可得到模型中的应力状态和分布。光弹法是一种光学的应力测量方法,在光测弹性仪上进行,先用具有双折射性能的透明材料制成和实际构件形状相似的模型,受力后,以偏振光透过模型,由于应力的存在,产生光的暂时双折射现象,再透过分析镜后产生光的干涉条纹,在屏幕上显示出具有明暗条纹的映象,根据它即可推算出构件内的应力分布情况,所以这种方法对形状复杂的构件尤为适用。光弹法的具体实验过程请看视频。视频很精彩,推荐观看(从20秒开始)。这些干涉条纹显示塑胶件上的应力分布,包括应力集中区域和低应力区域。干涉条纹密集、杂乱的区域是应力集中区域,而干涉条纹单一的区域是低应力区域或无应力区域。条纹之间的距离代表应力变化的梯度,相同的颜色代表该区域内应力均匀分布。
看了那么多的图,大家有没有看出一些端倪吗?从塑胶件的设计角度来看,这对工程师有哪些启示呢?
3. 塑胶熔料流动方向发生急剧变化的地方容易产生应力集中
4. 孔周围容易产生应力集中
5. 浇口附件容易产生应力集中
6. 从塑胶件表面来看,熔接痕仅仅是一条不起眼的痕迹(甚至看不出痕迹),光弹法揭露了熔接痕的真实面目:两个熔流的关系如同冰与火之歌,根本上就没有融合成一体。这就造成了熔接痕区域的强度较主体低很多。
以上种种给工程师的启示是:全面遵循《面向制造和装配的产品设计指南》一书中的各种设计指南以及本公 众号中提到的各种设计指南,真的非常有必要,这是全体老工程师的智慧结晶。不要等到产品设计出现质量问题,再后悔也来不及。1. 免责申明:部分图片来源于网络,仅供学习用,侵权删。
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