用于软材料轴对称应力场的高速光弹性层析：所有应力分量随时间演化

本研究提出了一种利用光弹性层析(PT)和高速偏振相机重建软材料动态轴对称场所有应力分量的新方法。本研究以静态和动态赫兹接触作为瞬态应力场重建的示例。对于静态赫兹接触(固体球压入凝胶块)，利用测得的光弹性参数通过 PT 重建了弹性模量为 47.4 kPa 的聚氨酯凝胶中的所有应力分量。结果与理论解对比显示出良好一致性。对于动态赫兹接触(球撞击凝胶)，使用高速偏振相机重建凝胶内的瞬态应力场。PT 用于定量测量剪切和轴向应力波，并显示出在基底上不同的传播速度。该技术在大幅变形期间可同时测量范围从 $O(10^{-1})$ 到 $O(10^1)$ kPa 的应力场，证明了其在动态场景中捕捉快速变化应力张量分量的准确性。计算所得冲击力的标度律与理论预测一致，验证了 PT 测量软材料动态轴对称应力场的准确性。