Journal of Theoretical
and Applied Mechanics

3, 3, pp. 101-110, Warsaw 1965

O możliwościach wykorzystania metody elastooptycznej dla badań wytężenia materiału i rozkładu naprężeń w zagadnieniach kontaktowych

Stanisław Pytko
Celem pracy było zbadanie stanu naprężeń w obszarze styku dwóch walców obciążonych oprócz sił normalnych także siłami stycznymi (rys. 1). Dla potwierdzenia wyników otrzymanych na drodze teoretycznej wykonano pewne badania elastooptyczne na dociskanych w odpowiedni sposób krążkach. Badania te jak też ich wyniki były referowane na I sympozjum z zakresu elastooptyki w r. 1962 [1, 2]. Ażeby wyniki z badań płaskiego stanu naprężenia można było wykorzystać dla rozważania płaskiego stanu odkształcenia, przeprowadzono analizę opisaną poniżej. Wyniki tej analizy miały dać odpowiedź, na ile słuszne są dane otrzymane z badań elastooptycznych przy rozważaniach wytężenia materiału w obszarze styku dwóch dociskanych do siebie walców.

ON THE POSSIBILITY OF APPLICATION OF PHOTO-ELASTICITY TO THE ANALYSIS OF STRESS DISTRIBUTION IN CONTACT PROBLEMS

The aim of the paper is to analyse the stress distribution in the contact zone of two cylinders simultaneously loaded by normal and tangential forces for various ratios of both the forces. The theoretical results were verified by photo-elastic investigation, using as a model two flat discs in order to avoid the method of the “frozen” stress field. Since the plane stress photo-elastic model is used for experimental verification of the plain strain solution, an analysis is given, which shows that: a) the differences between theoretical plane-strain and experimental plain-stress results appear only within the thin layer below the contact surface, the thickness of the layer being not greater than 0,2b, where b is one half of the width of the contact surface. b) the thickness of the layer in which the differences are observed, decreases with the increase of the tangential force. Below that layer the values of stresses obtained from the isochromatic pattern should be in agreement with their theoretical values. This is an important point, in the case when the stress distribution is investigated within very small contact areas of two compressed bodies.