Die Spannungsoptik ist eine bewährte Methode zur Analyse und Erfassung von mechanischen Spannungen in Bauteilen. Sie wird sowohl zum quantitativen Messen als auch zur Demonstration komplexer Spannungszustände eingesetzt. Als Bauteile dienen Modelle aus transparentem und spannungsoptisch empfindlichem Kunststoff, der unter mechanischer Belastung optisch doppelbrechend wird.
Mit FL 200 werden spannungsoptische Versuche an ebenen, transparenten Kunststoffmodellen durchgeführt. Dabei werden die Modelle durch Aufbringen äußerer Kräfte belastet und mit zirkular polarisiertem Licht durchstrahlt. Durch einen Analysator wird das Licht, das den Körper durchdrungen hat, beobachtet.
Der Versuchsaufbau besteht aus einzelnen Komponenten: Lichtquelle, zwei lineare Polarisationsfilter als Polarisator und Analysator, zwei Viertelwellenfilter und einem Rahmen, in dem die Modelle befestigt und belastet werden. Die Lichtquelle ermöglicht wahlweise farbige Spannungsbilder mit weißem Licht oder Hell-Dunkel-Darstellung mit monochromatischem Licht.
Der Polarisator besteht aus einer Kombination von einem Polarisationsfilter und einer Viertelwellenplatte und erzeugt zirkular polarisiertes Licht. Hinter dem Modell befindet sich eine zweite Viertelwellenplatte (in gekreuzter Stellung zur ersten), kombiniert mit einem zweiten Polarisationsfilter. Sie bilden den Analysator. Die Filter sind drehbar gelagert und mit Winkelskalen ausgestattet.
Im Rahmen werden verschiedene Modelle aus Polycarbonat befestigt. Mit einer Belastungsvorrichtung wird über eine Spindel Biege-, Zug- oder Druckbelastung auf das Modell aufgebracht. Auftretende Spannungen im Modell sind als Aufhellungen zu erkennen und machen die Spannungsverteilung sichtbar. Für die Bestimmung der Hauptspannungsdifferenz wird die Ordnung der dunklen Isochromaten ausgewertet.
Eine große Auswahl an Modellen, wie z.B. Stäbe mit Kerben, Schraubenschlüssel, Modell eines Wälzlagers oder eines Zahntriebs stehen als Zubehör zur Verfügung und ermöglichen ein umfassendes Versuchsprogramm. Ebenso lassen sich laboreigene Modelle untersuchen.
