Simulation of Separating Isoclinics and Isochromatics from Photoelastic Fringes of a Disk using 8-step Phase Shifting Methodology

광탄성 프린지 위상이동법을 적용한 디스크의 등경 및 등색프린지 분리법에 관한 시뮬레이션

Photoelasticity is one of the most widely used methods for whole field stress analysis. In photoelasticity, the difference and the directions of the principal stresses we given isochromatic and isoclinic fringe patterns. Conventionally, principal stress directions are measured manually by relating the polarizer and analyzer of a plane polariscope at the same time. This is known to be the Tardy compensation method. This measurement can be very tedious and time consuming in whole field analysis. It is not possible to separate isoclincs from photoelastic fringes by conventional photoelastic technique. In this study, photoelastic theory is represented by Jones matrices and 4-steps and 8-steps phase shifting methods are described A feasibility study using computer simulation is done to separate isoclincs and isochomatics from photoelastic fringes of a circular disk under diametrical compression. Fringe patterns of the disk are generated using stress optic law. The magnitudes of isoclincs and isochromatics obtained from 8-step phase shifting method are compared with those of theories. From computer simulation, it is verified to separate isoclincs and isochomatics from photoelastic fringes.

광탄성법은 전체적인 응력장 해석을 위하여 가장 많이 사용되는 방법중의 하나이다. 광탄성법에서 주응력의 차이와 방향은 등색선과 등경선으로 나타난다. 재래식 방법으로는 주응력 방향은 평면 편광기의 편광자와 검광자를 동시에 회전시켜 수작업으로 측정하며, 이를 타디보간법이라 한다. 이러한 방법은 전체적인 응력장 해석시 매우 번거로우며 많은 시간이 걸린다. 재래식 광탄성법에서는 광탄성 프린지로부터 등경선을 분리시킬 수 없다. 본 연구에서는 광탄성이론을 Jones행렬로 나타내고 4단계와 8단계의 위상이동법에 대해서 기술하였다. 컴퓨터시뮬레이션을 통하여 압축하중을 받는 원형디스크의 광탄성 프린지로부터 등경선과 등색선을 분리시킬 수 있는 시험을 하였다. 디스크의 프린지는 응력-광 법칙에 의하여 생성하였다. 8단계 위상이동법으로 얻은 등경선과 등색선의 크기를 이론으로 계산한 값과 비교하였다. 컴퓨터 시뮬레이션으로부터 광탄성 프린지로부터 등경선과 등색선을 분리시킬 수 있는 가능성을 예시하였다.