https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?action=history&feed=atom&title=SpannungsoptikSpannungsoptik - Versionsgeschichte2026-06-06T07:36:00ZVersionsgeschichte dieser Seite in Wikipedia (Deutsch) – Lokale KopieMediaWiki 1.43.8https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?title=Spannungsoptik&diff=446237&oldid=previmported>Sharp111: erg.2026-04-30T18:16:49Z<p>erg.</p>
<p><b>Neue Seite</b></p><div>[[Datei:Spannungsoptik.JPG|mini|Spannungsoptik]]<br />
[[Datei:Plastic Protractor Polarized 05375.jpg|mini|Spannungsoptik an einem Winkelmesser aus [[Polystyrol]], hervorgerufen durch Texturen bei der Formgebung.]]<br />
Als '''Spannungsoptik''' wird ein Teilgebiet der [[Optik]] bzw. der [[Konstruktionslehre]] bezeichnet, in dem durch die Verwendung von [[Polarisation|polarisiertem]] Licht die [[Spannung (Mechanik)|Spannungs]]<nowiki />verteilung in lichtdurchlässigen Körpern untersucht wird. An transparenten, dünnen Werkstückmodellen werden bei mechanischer Belastung Stellen besonders hoher Beanspruchung sichtbar. Grundlage bildet die Eigenschaft vieler optisch [[Isotropie|isotroper]] Materialien, bei mechanischen Spannungen [[Doppelbrechung|doppelbrechend]] zu werden. Dadurch wird die Polarisationsebene einfallenden Lichts gedreht beziehungsweise es entsteht elliptisch oder zirkular polarisiertes Licht.<ref>Andreas Reichert, Henning Katte: [https://www.ilis.de/de/pdf/photoelasticity.pdf ''Grundlagen der Spannungsoptik.''] (PDF; 262&nbsp;kB) ilis GmbH, Erlangen 2005.</ref> Das kann mit einem [[Polariskop]] sichtbar gemacht werden.<br />
<br />
Durch Verwendung von monochromatischem Licht entsteht ein System aus dunklen und hellen Streifen, deren Anordnung zuverlässige Rückschlüsse auf Verteilung und Größe der mechanischen Spannung an allen Stellen des Körpers erlaubt.<br />
<br />
Im Bild rechts entstehen an einem durch [[Kraft|Kräfte]] belasteten [[Prüfkörper]] zwei Arten von dunklen Streifen: die ''Isochromaten'' sind Linien mit konstanter Hauptspannungs-Differenz, an den ''[[Isokline]]n'' fällt die Richtung einer Hauptspannung mit der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts zusammen, sie repräsentieren somit die [[Spannungstrajektorien]] des Körpers unter der gegebenen Belastung.<br />
<br />
Zur Unterscheidung zwischen Isochromaten und Isoklinen kann die belastete Probe (oder die Polarisationsrichtung des Lichts) gedreht werden – im spannungsoptischen Bild verändern sich dadurch die Isoklinen, nicht aber die Isochromaten. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von [[Polarisation|zirkular-polarisiertem]] Licht – in diesem Fall sind keine Isoklinen sichtbar (untere zwei Bilder).<br />
<br />
Wird weißes Licht verwendet, entstehen für jede Farbe unterschiedliche Hell-Dunkel-Muster – dies ergibt die Farbmuster, wie sie links im Bild gezeigt sind. Einzig bei der 0ten Ordnung der Streifen fallen alle Farben zusammen. Dies ergibt schwarze Streifen an den unbelasteten Stellen in der Probe (untere Ecke des Winkels).<br />
<br />
Bei der quantitativen Auswertung geht man von einem ebenen Spannungszustand aus. Die beiden Hauptspannungen in der Probenebene beeinflussen den [[Brechungsindex]] des Materials, die dritte Hauptspannung in Dickenrichtung hat keine Wirkung.<br />
<br />
Dieses Verfahren wird noch vereinzelt in der [[Werkstoffprüfung]] angewandt, indem durchsichtige Kunstharzmodelle (mit [[Optische Aktivität|optischer Aktivität]]) auf Belastungen, die in der praktischen Anwendung auftreten können, untersucht werden. Die Spannungsverteilung im Modell stimmt mit derjenigen im realen Bauteil überein, auch wenn die Deformation sich unterscheidet.<br />
<br />
Durch die verbesserten Rechenverfahren mit der [[Finite-Elemente-Methode]] werden diese Untersuchungen heute vorwiegend am [[Computer]] durchgeführt.<br />
<br />
== Quantifizierung der Spannungen mit dem Fluxkompensator ==<br />
[[Datei:Fluxkompensator-pro-Jjt7Kos7.jpg|mini|Fluxkompensator]]<br />
Der '''Fluxkompensator''' (Foto) wird in den Lichtstrom (Luminous Flux) des Polariskops gehalten (zwischen Polarisator und Analysator), um dort den relativen Gangunterschied (Phasenverschiebung) des Lichtes an verschiedenen Stellen durch einen Null-Abgleich zu bestimmen. Die zur Quantifizierung notwendige Kompensationsvorrichtung um die mechanischen Spannungszustände unmittelbar als Zahlenwert zu erfassen ist die technische Erweiterung (Zählwerk), die aus dem einfachen Babinet-Bauteil einen eigenständigen Fluxkompensator macht. Der Name beschreibt somit den Einsatzort (im Lichtstrom) und die Messart (Kompensation).<br />
<br />
== Literatur ==<br />
* Bill Addis: ''Photoelastic stress analysis''. In: Bill Addis (Hrsg.): ''Physical Models. Their historical and current use in civil and building engineering design'' ([[Karl-Eugen Kurrer]], [[Werner Lorenz (Historiker)|Werner Lorenz]] [Hrsg.]: ''Construction History Series''). Ernst & Sohn, Berlin 2021, ISBN 978-3-433-03257-2, S. 343–366.<br />
* {{Literatur<br />
|Autor=Hans-Peter Ahlsen<br />
|Titel=Spannungsoptik<br />
|Sammelwerk= Technikerlexikon<br />
|Online=http://www.techniklexikon.net/d/spannungsoptik/spannungsoptik.htm<br />
}}<br />
<br />
== Weblinks ==<br />
{{Commonscat|Photoelasticity}}<br />
* {{TIBAV |12273 |Linktext=Spannungsoptik|Herausgeber=IWF |Jahr=1949 |DOI=10.3203/IWF/C-558 }}<br />
<br />
== Einzelnachweise ==<br />
<references /><br />
<br />
[[Kategorie:Festigkeitslehre]]<br />
[[Kategorie:Optischer Effekt]]</div>imported>Sharp111