软材料中的积分光弹性：相位延迟、方位角与应力光学系数

针对承受三维应力状态的软材料，研究了积分光弹性。实验中，将实心球压向明胶凝胶（杨氏模量约4.2 kPa），其变形量根据加载力可达4.5 mm。利用偏振相机测量凝胶中产生的光弹性参数（相位延迟、方位角与应力光学系数）。测得的延迟与方位角同基于赫兹接触理论的分析预测进行比较。值得注意的是，光弹性参数的实验与分析结果不仅在延迟上，而且在方位角上均呈现合理一致；方位角与主应力方向相关，以往研究很少验证，但对重建软材料中的三维应力场至关重要。所用明胶凝胶的应力光学系数为3.12$\times10^{-8}$ 1/Pa。这些发现证明积分光弹性可用于测量软材料中的三维应力场，这在生物医学工程和细胞打印应用中具有重要意义。