В последние годы поляризационно-оптический метод широко используют для исследования деталей, находящихся в объемном напряженном состоянии. Для этой цели используют способ «замораживания» или составные модели.
Метод поляризационно-оптический.
Способ замораживания основан на использовании свойств некоторых материалов (синтетические смолы и др.) сохранять оптическую анизотропию, вызванную деформацией, благодаря специальной термической обработке (замораживание). Процесс исследования заключается в следующем. Объемную модель из оптически активного материала загружают в нагретом состоянии, после чего, не снимая нагрузки, охлаждают в специальном термостате при определенном режиме. Затем модель разрезают алмазными фрезами на тонкие пластинки со строгой фиксацией их положения в модели. Обычно пластинки из одной зоны вырезают таким образом, чтобы они располагались в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Эти пластинки исследуют в полярископе изложенным выше способом. Получив данные о напряженном состоянии в пластинках, определяют компоненты напряжений в пространственной модели и затем переходят к элементу. При переходе от модели к элементу возникают трудности, связанные с различием коэффициентов Пуассона материала модели и элемента. Опыт показывает, что это различие может приводить к ошибкам в оценке величин главных напряжений до 15%.
Последние 5—10 лет оптический метод применяют для исследования напряженного состояния в поверхностных слоях деталей и элементов, изготовленных из обычных материалов—металла, бетона и др. С этой целью исследуемый участок элемента покрывают тонким слоем оптически активного материала (фотоупругое покрытие), изготовленного на основе эпоксидных смол. Покрытие воспроизводит деформации верхнего слоя элемента при его нагружении. При облучении покрытия поляризованным пучком света, отражаемым поверхностью элемента, можно получить картину полос, аналогичных получаемым при просвечивании прозрачных моделей.
Применение этого метода позволяет исследовать напряженное состояние натурных элементов конструкций в лаборатории и непосредственно в сооружениях. Покрытия на конструкции могут сохраняться в течение длительного времени, что позволяет использовать метод фотоупругих покрытий для наблюдений за изменениями в работе конструкций.
Магнитометрический метод. Магнитометрический метод основан на использовании явлений магнитострикции и магнитоупругости. Эффект магнитострикции заключается в изменении формы и размеров ферромагнитных материалов при их намагничивании. Магнитоупругость—явление, противоположное магнитострикции. Эффект магнито-упругости заключается в изменении намагниченности ферромагнитного материала в зависимости от действующих на него механических напряжений.
