D4 Polariscopia (Birrefringência e Estresse Residual)

Tópico

A tensão residual congelada dentro deste vidro temperado, resultado do processo de têmpera térmica ou química descrito por outro modelo desta montagem, é o que este modelo mede usando birrefringência fotoelástica: o vidro sem tensão residual é opticamente isotrópico e a luz se propaga na mesma velocidade em qualquer direção dentro dele, mas o vidro com tensão residual congelada deixa de ser assim. O fato de este vidro ter tensão residual congelada, em vez de nenhuma tensão, significa que a luz não se propaga mais igualmente em todas as direções dentro dele.

Que a tensão residual congelada neste vidro produza essa perda de isotropia óptica é o que a lei fotoelástica descreve: a luz que se propaga na direção paralela à tensão residual viaja a uma velocidade diferente da luz que se propaga na direção perpendicular a essa mesma tensão, e é essa diferença de velocidade que constitui a birrefringência do vidro. Uma tensão residual congelada maior torna essa birrefringência, de acordo com a mesma lei fotoelástica, proporcionalmente maior. Uma tensão residual menor resulta em uma birrefringência proporcionalmente menor.

A existência dessa birrefringência no vidro permite sua medição experimental: quando a luz polarizada atravessa o vidro, a diferença de velocidade entre as duas direções produz uma defasagem entre as duas componentes da luz na saída, medida como retardo óptico. O fato de esse retardo óptico poder ser medido experimentalmente significa que, aplicando-se a mesma lei fotoelástica em sentido inverso, ele pode ser convertido diretamente na tensão residual congelada que o produziu.

Portanto, este modelo, com a tensão residual congelada com a qual foi aberto, é um controle de qualidade essencial para outro modelo deste conjunto, o que descreve o revenimento térmico ou químico do vidro: o fato de este modelo medir, sem destruir a peça, a tensão residual congelada que esse processo de revenimento deixou no interior do vidro permite confirmar se o revenimento atingiu a magnitude e a distribuição de tensão residual desejadas, incluindo a zona de tensão central que, se contiver uma inclusão em expansão, pode levar à fratura espontânea descrita por outro modelo diferente deste conjunto.

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