光弹性法是应用光学原理研究弹性力学问题的一种实验应力分析方法。将具有双折射效应的透明塑料制成的结构模型置于偏振光场中，当给模型加上载荷时，即可看到模型上产生的干涉条纹。测量此干涉条纹，通过计算就能确定结构模型在受载情况下的应力状态[1]。它广泛应用于玻璃、航空航天材料、生物力学材料等的应力测量。

　　以往的光弹性实验设备一般通过投影屏幕或照相机获取实验模型条纹图、采用单色光的测量计数来确定条纹级数并进行人工定级，实验过程主要依赖人工完成，耗时较长，对于实验模型中各点的应力状态只能进行定性判断[2-3]。本文介绍了一种新型光弹性实验设备，并以对径受压圆环、带孔单向拉伸试件的光弹性应力分析实验为例，详细介绍其在实验教学实践中的应用。

　　1 新型光弹性实验设备简介

　　2 实验教学实践

　　3 教学实践效果

　　新型光弹性实验设备光弹仪的引入，改进了以往光弹性实验设备的实验教学方法，实验教学效果得到了明显改善，主要表现在以下几方面。

　　3.1 缩短教学时间

　　通过连接计算机的高分辨率数字相机自动获取实验模型的条纹图，软件系统可以自动判定条纹级数，整个实验教学过程主要依靠计算机自动完成，自动化程度较高。而以往光弹性实验设备需要人工确定条纹级数和数据处理，与之相比，光弹仪可以大大减少实验测试时间。

　　3.2 提高测试精度

　　光弹仪不仅可以对实验模型中各点的应力状态进行定性判断而且可以进行定量测量，与以往光弹性实验设备只能对实验模型中各点的应力状态进行定性判断相比，可以大大提高实验测试精度。

　　3.3 学生评价较好

　　由于光弹仪操作简便，界面友好，学生能够在短时间内完成力学分析，因此得到了学生的广泛好评。

　　参考文献

　　[1] 李伯芹.中国大百科全书•力学[M].北京:中国大百科全书出版社,1985.

　　[2] 鲁阳,李振华,吕荣坤.材料力学实验教学中的光弹性实验改革[J].力学与实践,2002(1):47-48.

　　[3] 赵大华.应用光弹性法分析扁挤压筒应力[J].力学与实践,2010(3): 101-104.

　　[4] ZHANG D, HAN Y, ZHANG B, et al. Automatic determination of parameters in photoelasticity[J]. Optics & Lasers in Engineering, 2007(8):860-867.

　　[5] GUO E, LIU Y, HAN Y, et al. Full-field stress determination in photoelasticity with phase shifting technique[J]. Measurement Science and technology, 2018(29).

黄兴1,2 冯捷敏1,2 吴凤琳1,2 吴鸿1,2 张东升1,2*

1.上海大学力学与工程科学学院　2.上海市应用数学和力学研究所